WO2015067579A1 - Système de pipetage à déplacement positif, présentant une conception facilitant la préhension du piston de l'ensemble capillaire-piston - Google Patents

Système de pipetage à déplacement positif, présentant une conception facilitant la préhension du piston de l'ensemble capillaire-piston Download PDF

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WO2015067579A1
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clamps
piston
capillary
gripping device
pipette
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PCT/EP2014/073631
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Claude Voyeux
Stéphane Guichardon
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Gilson Sas
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    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0478—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure pistons

Definitions

  • the present invention relates to the field of pipetting systems comprising a positive displacement sampling pipette, and a capillary-piston assembly whose capillary is fitted on a tip of the pipette.
  • Positive displacement pipettes are intended to cooperate with capillary-piston consumables, whose piston is intended to be directly in contact with the sample to be taken, before being ejected or reused.
  • Positive-displacement pipettes therefore have a different design from that of more conventional air-displacement pipettes, in which the piston is an integral part of the pipette.
  • Positive displacement pipettes are usually used for sampling viscous, volatile liquids and / or contaminants. Their combination with "capillary-piston" type consumables makes it possible to avoid contamination of the pipette.
  • Such a pipette is for example known from FR 2 446 672 and FR 2 980 123.
  • a control rod whose low end controls the movement of a gripping device of the upper end of a piston. , flat to a capillary-piston assembly for cooperating with the pipette.
  • This gripping device is also called "gripper”.
  • the pipette is designed so as to be able to exercise two successive downward strokes with the control rod, via a control knob arranged at its high end.
  • the first stroke of the control rod corresponds to the dispensing stroke of the sampled sample. It is performed by opposing the restoring force of a first spring, preferably compression.
  • the second stroke of the control rod corresponds to the presentation and opening of the piston gripper. It is performed by opposing the restoring force of a second spring, preferably compression, arranged in the same direction as the first spring and having a significantly higher stiffness.
  • this second race has the effect of extracting the clips of a sheath that encloses them. Once the clamps released from their sheath, they can easily let the upper end of the piston during the installation of the consumable on the pipette, which also simultaneously sees the fitting of the capillary on the tip of the pipette.
  • the first phase of raising of the control rod under the effect of the restoring force of the second spring, has the effect of retracting the clamps in the sleeve, with the upper end of the piston held by the clamps in the tight position.
  • the second phase of raising of the control rod under the effect of the restoring force of the first lower stiffness spring, leads to the displacement of this rod as well as clamps gripping the piston to a high position, relative to the pipette body.
  • the second stroke is carried out with the aid of the operator's only thumb, counteracting the restoring force of the second spring which is necessarily substantial so as to contrast with the restoring force of the first spring, and thus be able to ensure its function of delivering a sensory signal to the operator at the end of the first race, corresponding to that of pipetting.
  • the pipette as described in document FR 2 980 123.
  • the ejection function is dissociated from the pipetting function.
  • the introduction of the upper end of the piston between the clamps is effected without having to counteract the restoring force of the second spring with high stiffness.
  • the introduction of the piston between the clamps is then initiated and carried out by simply moving the rod of control, thanks to an action requiring a lower effort on the part of the operator, essentially conditioned by the stiffness of the elastic means of return surrounding the clamps.
  • These elastic means must, however, have a high stiffness to ensure the function of holding the piston during pipetting operations. Also, with this solution, there is a compromise difficult to find between stiffness high enough to allow such maintenance of the piston, and stiffness sufficiently low not to create trouble to the operator performing repetitive pipetting operations.
  • the invention therefore aims to at least partially overcome the disadvantages mentioned above, relating to the achievements of the prior art.
  • the subject of the invention is a pipetting system comprising a positive displacement sampling pipette and a capillary-piston assembly whose capillary is intended to be fitted on a tip of the pipette, and whose piston presents an upper end intended, during pipetting operations, to be maintained by a gripping device fitted to the pipette, said gripping device comprising a plurality of gripping tongs.
  • the system is designed so that when the capillary of the capillary-piston assembly is fitted on the pipette tip and said gripping device is at a distance from the piston upwards, the device gripper can be moved downward with its grippers in an open configuration, to a predetermined position in which the grippers, arranged around the upper end of the piston, automatically switch to a closed configuration in which they provide the upper end of the piston.
  • the invention is remarkable in that the introduction of the upper end of the piston is effected with the clamps arranged in open configuration. There is therefore no particular strength to be developed by the operator to pliers at the time of this insertion. With this simplified gripping mechanism of the upper end of the piston, the ergonomics of the pipette is substantially improved.
  • said gripping device comprises locking means of the clamps in open configuration, said locking means comprising an unlocking control member slidably mounted relative to the grippers.
  • the pipette is designed so that the automatic passage from the open configuration to the closed configuration is triggered by the movement of the unlocking control member, caused by the support of the upper end of the piston on this member, during said downward movement of the gripping device.
  • said gripping device comprises:
  • said clamp locking means form a ball lock system.
  • any other principle of automatic locking / unlocking can be implemented, without departing from the scope of the invention.
  • said gripper locking means comprise:
  • first elastic return means forcing the clamps and the head upwards relative to said outer body
  • an axis system comprising at least a first portion and a second portion that is lower than the first portion, these first and second portions respectively having a first diameter and a second smaller diameter; that the first, and a lower end of this axis system being formed by said unlocking control member.
  • said gripper locking means are designed so that:
  • the locking balls protrude radially outwards from said holes of the head, being partially housed in said groove in which they are held in contact with said first portion of the axis system, said first elastic return means bringing said locking balls in abutment against an upper axial end of said groove;
  • the combined actions of the first elastic return means and the upper axial end of the groove push the locking balls to retract radially towards the inside the orifices of the head, until out of the groove and allow said first elastic return means to cause an upward movement of the clamps and the head relative to said outer body, to a relative position bringing the clamps into closed configuration, surrounded by the lower end of the outer body forming a sheath.
  • the system comprises second elastic return means arranged between the outer body of the gripping device, and a fixed element of the pipette.
  • the system is designed so that during an ejection operation of the capillary-piston assembly, obtained by pushing on an ejection button and then releasing said ejection button, the clamps of said device gripping automatically go from the closed configuration to the open configuration, the latter being retained at the end of said ejection operation. Also, the clamps are again ready for the simplified gripping of the piston of a new capillary-piston assembly.
  • said pipette comprises a control rod for moving the head and clips integral with this head.
  • said control rod is designed to fulfill the pipetting control rod function and the ejector rod function of the capillary-piston assembly.
  • said control rod is designed to fulfill the function of ejection rod of the capillary-piston assembly, and the pipette further comprises a pipetting control rod capable of translational driving said gripping device .
  • the invention is based on a design dissociating the elements to ensure the pipetting control function, and the ejection function of the capillary-piston consumable.
  • the ejection of the consumable is effected by a dedicated rod, separate from the control rod, as described in document FR 2 980 123. Also, the risk of accidental ejection of the consumable by the control rod are advantageously reduced to nothing. During manipulation of the pipette according to the invention, the operator can actuate the control rod without worrying about the risks of such a loss, which overall makes it possible to improve the ergonomics, the reproducibility of the samples, and the productivity .
  • FIG. 1 represents a longitudinal sectional view of a positive displacement pipetting system, according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIGS. 2a and 2b show enlarged views of the gripping device fitted to the pipetting system shown in the previous figure, in two different configurations;
  • Fig. 12 is a longitudinal sectional view of a positive displacement pipetting system according to another preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 represents a view of the pipetting system of the preceding figure, in the same state as that of FIG. 10 for the preceding pipetting system.
  • System 100 includes a positive displacement sampling pipette 1 and a consumable capillary-piston assembly 84.
  • the terms “high” and “low” are to be considered with the pipette held vertically, in the pipetting position or close to this same position.
  • the components of the pipetting system are essentially revolution-shaped, centered on the longitudinal axis of the pipette.
  • the pipette 1 has an outer body whose upper part forms a handle 2 for the operator, and whose lower part 4 is more tapered, terminating downwards by a tip 6 on which the capillary 80 of the assembly 84 is intended to be fitted.
  • the lower part 4 is mounted preferably screwed on the handle body 2, so as to facilitate assembly / disassembly.
  • the pipette incorporates a control rod 8, slidably housed inside the outer pipette body.
  • the rod 8 is hollow, and arranged along the longitudinal axis 10 of the pipette. Its upper end protrudes upwardly from the handle body 2, and carries a control button 12 to be actuated by the thumb of an operator holding the body 2 with one of his hands.
  • the rod 8 has a cross section of non-circular shape, here of hexagonal or octagonal shape. It is slidably housed through a volume adjusting screw 14 to be sampled, whose inner hollow portion is of complementary shape to the outer surface of the rod 8, and whose outer surface is threaded, mounted screwed onto the lower end of the body forming a handle 2.
  • the rotation of the control rod 8 by its knob 12 makes it possible to move the adjustment screw relative to the pipette outer body in the direction of the axis 10, and thus causes a modification of the volume of the sample to be taken.
  • the lower end 16 of the control rod 8 is in axial abutment against a gripping device 20 slidably mounted in a bore 18 formed by the lower part 4 of the outer pipette body. It is a device 20 for gripping the upper end of the piston 82 of the capillary-piston assembly 84, this upper end also being called the piston head.
  • the design of the gripping device 20 will be detailed with reference to Figures 1, 2a and 2b. Firstly, it is indicated that in FIGS. 1 and 2a, the device 20 has gripping tongs in an open configuration in which they allow an easy and effortless introduction of the upper end of the piston 82, while on 2b, the device 20 has gripping tongs in closed configuration in which they allow to maintain this high end of the piston 82 during pipetting operations.
  • the device 20 comprises a head 21, also called ejection head, which is extended downwards by gripping tongs 26, also called jaws. These are two or more clamps.
  • a head 21, also called ejection head which is extended downwards by gripping tongs 26, also called jaws.
  • gripping tongs 26 also called jaws.
  • clamps two clamps 26 are provided, as well as elastic return means 32 making it possible to recall the two jaws in open configuration, in which they are spaced radially from one another.
  • the means 32 may take the form of a spring placed inside the clamps 26, and biasing the latter radially outwardly.
  • the spring 32 of annular overall shape, has a diameter that can be decreased when it is stressed radially inwards.
  • the spring 32 takes the form of a spiral spring urging the inner surface of the clamps 26.
  • the device 20 comprises an outer body 24 slidably mounted in the bore 18, and having a low end 25 in the form of a sleeve surrounding the clamps 26.
  • the sleeve 25 and the clamps 26 together form a mechanical tulip
  • the sheath 25 when the sheath 25 is in the upper position relative to the clamps 26, they project downwards and can be spaced under the effect of the spring 32, thus placing them in the configuration open shown in Figure 2a.
  • the sheath 25 is moved down along clamps 26, they retract radially to reach their closed configuration shown in Figure 2b.
  • the radial force of the sleeve on the clamps thus causes the spring 32 to be biased so as to retract radially.
  • the opening / closing of the clamps 26 is a function of the relative position of the sheath 25 relative to these clamps 26 surrounded by this sheath.
  • the gripping device 20 comprises locking means of the clamps in open configuration.
  • the locking means of the clamps form a ball lock system. More specifically, the system comprises radially distributed locking balls 27, housed in orifices 29 made through the head 21 of the gripping device 20. These orifices 29 opening radially outwards, opposite a groove 31 of FIG. axis 10 formed on an inner surface of the outer body 24.
  • the locking means also comprise first elastic return means, preferably a compression spring 64, forcing the assembly formed by the clamps 26 and the head 21 upwards, relative to the body 24. To do this, the spring 64 is pressed between a high shoulder 66 formed on the head 21, and a low shoulder 68 formed on the inner surface of the outer body 24, in which the spring 64 is located.
  • first elastic return means preferably a compression spring 64
  • the locking means also comprise an axis system 33 comprising a first portion 33a and a second portion 33b lower than the first portion. These first and second portions 33a, 33b respectively having a first diameter and a second diameter smaller than the first, with a frustoconical transition 33c or the like, arranged between the two portions 33a, 33b. It is noted that this axis system 33 is made in one piece, and that its lower end, an integral part of the lower portion 33b, forms an unlocking control member 54 which will be described below.
  • the spindle system 33 is slidably mounted in an orifice 35 of the ejector rod 46.
  • the orifice 35 projects downwardly and a compression spring 37 is interposed between the bottom of the orifice 35, and a shoulder 39 made on the axis system 33, at the first portion 33a of larger diameter.
  • the locking balls 27 protrude radially outwardly from the radial orifices 29. These balls 27 are thus partially housed in the groove 31, by contacting the bottom of the latter. this. They are held in the bottom of the groove by internal radial contact with the first portion 33a of the larger diameter axis system 33, which prevents these balls out of the groove.
  • the spring 64 pushes the head 21 and the balls 27 upwardly relative to the outer body 24, which leads the balls abut against an upper axial end 31a of the groove.
  • the balls By pressing on this upper end 31a, the balls prevent the head 21 and the clamps 26 from reaching their high position relative to the body 24, which makes it possible to keep the sleeve 25 recessed and thus ensures the locking of the gripping device 20 with its clamps in open configuration.
  • the balls 27 are located outside the groove 31, upwards, in external radial contact with the bore 39 of the outer body 24. Moreover, these balls are in radial inner contact with the second portion 33b of smaller diameter of the system of axis 33, which allows the head 21 and the clamps 26 to slide upwards relative to the body 24, under the effect of the expansion of the spring 64 and by sliding of the balls 27 on the bore 29.
  • the position high is reached by total expansion of the spring, and / or by a high stop on the outer body 24 of the gripping device 20.
  • the axis system 33 must move relative to the ejector rod 46, in the orifice 35, by compressing the spring 37.
  • This compressed state of the spring 37 is maintained thanks to the antagonistic force developed by the spring 64 of higher stiffness, and pushing the head 21 upwards. Also, this closed configuration of the clamps is maintained by construction during the pipetting operations, which will be described hereinafter.
  • the outer body 24 of the device 20 further comprises a shoulder 38 facing downwards, opposite and at a distance from a shoulder 40 formed on the lower part 4, close to the endpiece 6.
  • Second elastic return means 42 such as a compression spring, is housed in abutment between these two shoulders 38, 40, so as to constitute a return spring in the upper position of the assembly of the gripping device 20 and the control rod 8 located in support , in its extension upwards.
  • the restoring force developed by this compression spring 42 effectively drives the control rod 8 to adopt its high position relative to the lower part 4, a conventional high stop (not shown) being provided for this purpose on any part 2, 4 of the pipette outer body.
  • the spring 42 has a stiffness lower than that of the spring 64.
  • an ejection rod 46 slidably mounted inside the hollow control rod 8.
  • This ejection rod 46 has a complementary outer surface of the inner surface of the control rod 8. Its upper end is arranged between the control knob 12 and the handle body 2, and carries an ejection button 48.
  • the button 48 is carried by a a support member 50 in the form of a pin, which is mounted on the ejector rod 8 and which passes through an oblong passage 52 formed in the control rod, referenced in FIG. 1.
  • the pin 50 is then suitable to slide in the oblong passage 52 during the relative movement between the two rods 8, 46, corresponding to a sliding in the direction of the axis 10.
  • the lower end 54 of the ejector rod 46 is here in contact with the upper end of the head 21 of the gripping device, the two elements thus moving simultaneously in translation in the direction 10.
  • the rod 46 thus fulfills the control function in displacement of the head 21 and the clamps 26.
  • the operator gripping the pipette by the handle 2 engages the endpiece 6 in a capillary 80 of a consumable capillary-piston assembly 84, preferably arranged in a housing, also called "Rack".
  • a vertical downward pressure on the pipette 1 it obtains the fitting of the capillary 80 on the tip 6, in the manner of fitting a capillary or a conventional cone on the tip of a classic pipette with air displacement.
  • the clamps 26 are maintained in an open configuration, which is obtained automatically after the ejection of the previous consumable 84. This configuration with open clamps can also be carried out by the manufacturer before the pipette is put on the market.
  • This movement is effected by pressing the lower end 16 of the rod 8 on the upper end of the outer body 24 of the device 20.
  • the spring 42 therefore tends to compress, while the initial compression of the spring 64 remains unchanged.
  • the control rod 8 carries with it down the ejection rod 46 and its button, so that there is no relative movement between the two rods 8, 46, or between the outer body 24 and the head 21 respectively controlled by these rods.
  • the driving of the ejector rod 46 by the control rod 8 is effected by pressing the upper end of the oblong passage 52 on the pin 50.
  • the clamps 26 held open engage around the upper end of the piston 82. Due to their open configuration, the insertion force can be very low, or even preferably zero.
  • the support of the upper end of the piston 82 on the unlocking control member 54 causes the axle system to move upwardly relative to the integral assembly. translation formed by the head 21, the clamps 26, the balls 27 and the outer body 24.
  • the tongs automatically switch in closed configuration in which they are closed on the upper end of the piston 82, to ensure its maintenance. This determined position is reached preferably a few millimeters before the outer body 24 is in low abutment relative to the lower part 4.
  • the automatic passage from the open configuration to the closed configuration of the clamps 26 is thus triggered by the displacement of the unlocking control member 54, in translation along the axis 10.
  • This displacement of the member 54 is caused by the support of the piston 82 during the downward movement of the gripping device 20, controlled by the control rod 8.
  • the annular axial end 31a is preferably in the form of an inclined or even rounded surface, downward and radially inward. This in fact leads the balls 27 to retract radially inwards into the orifices 29 of the head 21, out of the groove 31.
  • the partially compressed spring 42 can relax and cause the clamps 26 and the head 21 to move upwards relative to the outer body 24, until a relative position brings the clamps 26 into the configuration. closed as has been schematized in Figure 4. More specifically, it is the outer body 24 which moves down under the effect of the relaxation of the spring 64 by compressing the spring 42 of lower stiffness, and / or the head 21 and the clamps 26 which go back, for example until the total relaxation of the spring 64. It is noted that there is a kind of "click" during the sudden relative displacement between the head 21 and the outer body 24 , on a few millimeters and under the effect of the relaxation of the spring 64.
  • the descent is continued, always by pressing the control button being made to meet of the restoring force developed by the spring 42.
  • this spring 42 continues to be compressed and the clamps 26 slide along the upper end of the piston 82.
  • the system 100 is designed so that that the end of stroke of the outer body 24, corresponding to the maximum compression of the spring 42, also coincides with the axial abutment of the clamps 26 on a flange 83 located at the base of the lower end of the piston 82, this collar 83 being it. even in axial abutment on the capillary 80.
  • the piston 82 is placed precisely on the gripping device 20, which guarantees a pipe subsequent stage of high precision.
  • control knob 12 is released to return the control and ejection rods 8, 46 to the up position, with the gripping device 20 gripping the piston 82.
  • This high position is shown in FIG. this, the operator can perform pipetting operations in a conventional manner, using the control button.
  • the control rod 8 can be maintained in the down position shown in Figure 5 until the sampling of the sample, during which the control rod rises with the piston to create the aspiration of the liquid.
  • the stiffness of the return spring 64 is such that during a first stroke, this spring does not compress substantially but transmits the forces of the ejection rod 46 to the outer body 24 of the gripping device. Also, the rod 46, bearing on the upper end of the head 21 as shown in Figure 7, carries with it the entire gripping device 20 downwards. In addition, the control rod 8 follows this movement downwards, by friction and / or gravity, while resting on the upper end of the outer body 24.
  • the head 21 and the clamps 26 reach their low position when the balls 27 come into axial abutment in the lower end of the groove 31. From this instant also shown in FIG. 10, the ejection button can no longer be further lowered. In addition, at this point, the capillary 80 is completely disengaged from the nozzle 6, and the open clamps 26 have released the piston 82. The consumable assembly 84 is then ejected, and can fall by gravity into a dedicated container (no represent).
  • the compression spring 37 can relax and push the axle system 33 downward. It thus restores the energy previously stored during the gripping of the piston, schematized in FIG. 4.
  • the first portion 33a of larger diameter is introduced between the balls 27, as shown in FIG.
  • the spring 64 which relaxes, which has the effect of raising the assembly formed by the head 21, the clamps 26, the balls 27 which slide in the groove 31, and the axis system 33.
  • the relative position of the head 21 and the axis system 33 does not evolve, because no force is applied to the compression spring 37.
  • the first portion 33a of larger diameter remains housed between the balls 27 during the ascent, which is stopped when the balls come into contact with the upper axial end 31a of the groove 31, as can be seen in FIG. 11. In this state, the gripping device 20 is therefore placed and held with its clamps 26 in open configuration.
  • the proposed design is advantageous in that during the ejection operation consumable 84, obtained by pushing the ejection button 48 and release of this button, the clamps 26 automatically go from the closed configuration to the open configuration, the latter being kept at the end of the ejection operation. Consequently, these clamps are again ready for the simplified gripping, peculiar to the invention, of the piston of a new consumable 84.
  • FIG. 12 there is shown a pipetting system 100 according to another preferred embodiment of the present invention. This mode has many similarities with the previous one. Also, in the figures, the elements bearing the same reference numerals correspond to identical or similar elements.
  • control rod 8 which houses the axis system 33, the lower end 16 of this rod 8 being in abutment on the high end of the head 21 of the gripping device 20, and no longer on the upper end of the outer body 24 remaining free.

Abstract

L'invention concerne un système de pipetage (100) comprenant une pipette de prélèvement (1) à déplacement positif ainsi qu'un ensemble capillaire-piston (84) dont le piston (82) présente une extrémité haute destinée à être maintenue par un dispositif de préhension (20) équipant la pipette, le dispositif (20) comprenant une pluralité de pinces de préhension (26). Selon l'invention, le système est conçu de manière à ce que lorsque le capillaire (80) est emmanché sur l'embout (6) de pipette et que le dispositif de préhension (20) se trouve à distance du piston (82) vers le haut, ce dispositif puisse être déplacé vers le bas avec ses pinces (26) dans une configuration ouverte, jusqu'à une position déterminée dans laquelle les pinces, agencées autour de l'extrémité haute du piston (82), basculent automatiquement dans une configuration fermée dans laquelle elles assurent un maintien de l'extrémité haute du piston (82).

Description

SYSTÈME DE PIPETAGE À DÉPLACEMENT POSITIF, PRÉSENTANT UNE CONCEPTION FACILITANT LA PRÉHENSION DU PISTON DE L'ENSEMBLE CAPILLAIRE-PISTON
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de pipetage comprenant une pipette de prélèvement à déplacement positif, ainsi qu'un ensemble capillaire-piston dont le capillaire est emmanché sur un embout de la pipette.
Les pipettes à déplacement positif sont en effet destinées à coopérer avec des consommables du type capillaire-piston, dont le piston est prévu pour être directement en contact avec l'échantillon à prélever, avant d'être éjecté ou réutilisé. Les pipettes à déplacement positif présentent donc une conception différente de celle des pipettes plus classiques à déplacement d'air, dans lesquelles le piston fait pa rtie intégrante de la pipette. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Les pipettes à déplacement positif sont habituellement employées pour le prélèvement de liquides visqueux, volatils et/ou contaminants. Leur association avec des consommables du type « capillaire-piston » permet d'éviter la contamination de la pipette.
Une telle pipette est par exemple connue du document FR 2 446 672 et du document FR 2 980 123.
Sur les pipettes à déplacement positif classiques du type de celle décrite dans le document FR 2 446 672, il est prévu une tige de commande dont l'extrémité basse commande le déplacement d'un dispositif de préhension de l'extrémité haute d'un piston, appartement à un ensemble capillaire-piston destiné à coopérer avec la pipette. Ce dispositif de préhension est également dénommé « pince ».
La pipette est conçue de manière à pouvoir exercer deux courses successives vers le bas avec la tige de commande, via un bouton de commande agencé à son extrémité haute. La première course de la tige de commande correspond à la course de dispense de l'échantillon prélevé. Elle s'effectue en s'opposant à la force de rappel d'un premier ressort, de préférence de compression. La deuxième course de la tige de commande correspond à la présentation et à l'ouverture de la pince de préhension du piston. Elle s'effectue en s'opposant à la force de rappel d'un second ressort, de préférence de compression, agencé selon la même direction que le premier ressort et présentant une raideur nettement plus élevée.
Plus précisément, cette seconde course a pour conséquence d'extraire les pinces d'un fourreau qui les enserre. Une fois les pinces libérées de leur fourreau, elles peuvent facilement laisser pénétrer l'extrémité haute du piston lors de l'installation du consommable sur la pipette, qui voit par ailleurs simultanément l'emmanchement du capillaire sur l'embout de la pipette.
La première phase de remontée de la tige de commande, sous l'effet de la force de rappel du second ressort, a pour conséquence de rétracter les pinces dans le fourreau, avec l'extrémité haute du piston maintenue par les pinces en position serrée. La seconde phase de remontée de la tige de commande, sous l'effet de la force de rappel du premier ressort de raideur plus faible, conduit au déplacement de cette tige ainsi que des pinces enserrant le piston jusque dans une position haute, par rapport au corps de pipette.
Néanmoins, la seconde course s'effectue à l'aide du seul pouce de l'opérateur, en contrant la force de rappel du second ressort qui est nécessairement substantielle afin de contraster avec la force de rappel du premier ressort, et pouvoir ainsi assurer sa fonction de délivrance d'un signal sensitif à l'opérateur en fin de première course, correspondant à celle du pipetage.
Pour améliorer cet aspect, il a été proposé la pipette telle que décrite dans le document FR 2 980 123. Dans la conception proposée, la fonction d'éjection est dissociée de la fonction de pipetage. L'introduction de l'extrémité haute du piston entre les pinces s'effectue sans avoir à contrer la force de rappel du second ressort à raideur élevée. Effectivement, lorsque l'emmanchement du capillaire est achevé, l'introduction du piston entre les pinces est alors initiée et réalisée par simple déplacement de la tige de commande, grâce à une action nécessitant un effort plus faible de la part de l'opérateur, essentiellement conditionné par la raideur des moyens élastiques de rappel entourant les pinces. Ces moyens élastiques doivent cependant présenter une raideur élevée pour assurer la fonction de maintien du piston durant les opérations de pipetage. Aussi, avec cette solution, il existe un compromis difficile à trouver entre une raideur suffisamment élevée pour permettre un tel maintien du piston, et une raideur suffisamment faible pour ne pas créer de troubles à l'opérateur effectuant des opérations de pipetage à répétition.
Par conséquent, il existe un besoin d'optimiser encore davantage l'ergonomie de la pipette, pour cette phase d'introduction de l'extrémité haute du piston entre les pinces.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
Pour ce faire, l'invention a pour objet un système de pipetage comprenant une pipette de prélèvement à déplacement positif ainsi qu'un ensemble capillaire-piston dont le capillaire est destiné à être emmanché sur un embout de la pipette, et dont le piston présente une extrémité haute destinée, lors des opérations de pipetage, à être maintenue par un dispositif de préhension équipant la pipette, ledit dispositif de préhension comprenant une pluralité de pinces de préhension.
Selon l'invention, le système est conçu de manière à ce que lorsque le capillaire de l'ensemble capillaire-piston est emmanché sur l'embout de pipette et que ledit dispositif de préhension se trouve à distance du piston vers le haut, le dispositif de préhension puisse être déplacé vers le bas avec ses pinces dans une configuration ouverte, jusqu'à une position déterminée dans laquelle les pinces, agencées autour de l'extrémité haute du piston, basculent automatiquement dans une configuration fermée dans laquelle elles assurent un maintien de l'extrémité haute du piston.
Aussi, l'invention est remarquable en ce que l'introduction de l'extrémité haute du piston s'effectue avec les pinces agencées en configuration ouverte. Il n'existe donc aucune force particulière à développer par l'opérateur pour écarter les pinces au moment de cette insertion. Avec ce mécanisme de préhension simplifiée de l'extrémité haute du piston, l'ergonomie de la pipette est sensiblement améliorée.
De préférence, ledit dispositif de préhension comporte des moyens de verrouillage des pinces en configuration ouverte, lesdits moyens de verrouillage comportant un organe de commande de déverrouillage monté à coulissement relativement aux pinces. De plus, la pipette est conçue de telle sorte que le passage automatique de la configuration ouverte à la configuration fermée soit déclenché par le déplacement de l'organe de commande de déverrouillage, provoqué par l'appui de l'extrémité haute du piston sur cet organe, lors dudit déplacement vers le bas du dispositif de préhension.
De préférence, ledit dispositif de préhension comporte :
- une tête solidaire des pinces ;
- un corps extérieur agencé autour de la tête et des pinces, et comportant une extrémité basse en forme de fourreau, permettant l'ouverture / la fermeture des pinces en fonction de sa position relative par rapport à ces pinces qu'elle entoure ; et
- lesdits moyens de verrouillage des pinces en configuration ouverte.
De préférence, lesdits moyens de verrouillage des pinces forment un système de verrouillage à billes. Néanmoins, tout autre principe de verrouillage / déverrouillage automatique peut être mis en œuvre, sans sortir du cadre de l'invention.
Plus particulièrement, lesdits moyens de verrouillage des pinces comportent :
- des billes de verrouillage logées dans des orifices de ladite tête du dispositif de préhension, lesdits orifices débouchant radialement vers l'extérieur ;
- une gorge pratiquée sur une surface intérieure dudit corps extérieur ;
- des premiers moyens élastiques de rappel forçant les pinces et la tête vers le haut relativement audit corps extérieur ; et
- un système d'axe comprenant au moins une première portion et une seconde portion plus basse que la première portion, ces première et seconde portions présentant respectivement un premier diamètre ainsi qu'un second diamètre plus petit que le premier, et une extrémité inférieure de ce système d'axe étant formée par ledit organe de commande de déverrouillage.
De plus, lesdits moyens de verrouillage des pinces sont conçus de sorte que :
- dans la configuration ouverte des pinces, les billes de verrouillage font saillie radialement vers l'extérieur desdits orifices de la tête, en étant partiellement logées dans ladite gorge dans laquelle elles sont maintenues par contact avec ladite première portion du système d'axe, lesdits premiers moyens élastiques de rappel amenant lesdites billes de verrouillage en butée contre une extrémité axiale haute de ladite gorge ; et
- lorsque la seconde portion du système d'axe se trouve en regard des billes de verrouillage, les actions combinées des premiers moyens élastiques de rappel et de l'extrémité axiale haute de la gorge poussent les billes de verrouillage à se rétracter radialement vers l'intérieur dans les orifices de la tête, jusqu'à sortir de la gorge et permettre auxdits premiers moyens élastiques de rappel de provoquer un déplacement vers le haut des pinces et de la tête relativement audit corps extérieur, jusque dans une position relative amenant les pinces en configuration fermée, entourées par l'extrémité basse du corps extérieur formant fourreau.
De préférence, le système comprend des seconds moyens élastiques de rappel agencés entre le corps extérieur du dispositif de préhension, et un élément fixe de la pipette.
De préférence, le système est conçu de sorte qu'au cours d'une opération d'éjection de l'ensemble capillaire-piston, obtenue par poussée sur un bouton d'éjection puis relâchement dudit bouton d'éjection, les pinces dudit dispositif de préhension passent automatiquement de la configuration fermée à la configuration ouverte, celle-ci étant conservée à la fin de ladite opération d'éjection. Aussi, les pinces sont à nouveau prêtes pour la préhension simplifiée du piston d'un nouvel ensemble capillaire-piston.
De préférence, ladite pipette comporte une tige de commande de déplacement de la tête et des pinces solidaires de cette tête. Selon une première possibilité, ladite tige de commande est conçue pour remplir la fonction de tige de commande de pipetage et la fonction de tige d'éjection de l'ensemble capillaire-piston.
Selon une seconde possibilité, ladite tige de commande est conçue pour remplir la fonction de tige d'éjection de l'ensemble capillaire-piston, et la pipette comporte de plus une tige de commande de pipetage capable d'entraîner en translation ledit dispositif de préhension.
Dans ce dernier cas, l'invention est basée sur une conception dissociant les éléments permettant d'assurer la fonction de commande de pipetage, et la fonction d'éjection du consommable capillaire-piston.
Plus précisément, il est ici prévu que l'éjection du consommable s'effectue par une tige dédiée, distincte de la tige de commande, de la manière décrite dans le document FR 2 980 123. Aussi, les risques d'éjection accidentelle du consommable par la tige de commande sont avantageusement réduits à néant. Durant la manipulation de la pipette selon l'invention, l'opérateur peut actionner la tige de commande sans se soucier des risques d'une telle perte, ce qui permet globalement d'améliorer l'ergonomie, la reproductibilité des prélèvements, et la productivité.
Ces améliorations sont encore davantage renforcées par la technologie d'éjection employée, qui repose sur la poussée du piston à l'aide des pinces, ce même piston entraînant dans sa course le capillaire, par butée. La force à délivrer pour assurer l'éjection du consommable peut ainsi être relativement faible, puisqu'il n'est plus nécessaire de prévoir un différentiel élevé de raideurs entre les premiers et seconds moyens élastiques de rappel, aux fins de production d'un signal sensoriel pour l'opérateur.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un système de pipetage à déplacement positif, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ;
- les figures 2a et 2b représentent des vues agrandies du dispositif de préhension équipant le système de pipetage montré sur la figure précédente, dans deux configurations différentes ;
- les figures 3 à 11 représentent différentes vues schématisant le fonctionnement du système et pipetage montré sur les figures précédentes ;
- la figure 12 représente une vue en coupe longitudinale d'un système de pipetage à déplacement positif, selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention ; et
- la figure 13 représente une vue du système de pipetage de la figure précédente, dans le même état que celui de la figure 10 pour le système de pipetage précédent. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté un système de pipetage 100 selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le système 100 comprend une pipette de prélèvement 1 à déplacement positif, ainsi qu'un ensem ble capillaire-piston consommable 84.
Dans toute la description qui va suivre, les termes « haut » et « bas » sont à considérer avec la pipette maintenue à la verticale, en position de pipetage ou proche de cette même position. De plus, il est noté que les éléments constitutifs du système de pipetage sont essentiellement de forme de révolution, centrés sur l'axe longitudinal 10 de la pipette.
La pipette 1 présente un corps extérieur dont la partie haute forme une poignée 2 pour l'opérateur, et dont la partie basse 4 est plus effilée, se terminant vers le bas par un embout 6 sur lequel le capillaire 80 de l'ensemble 84 est destiné à être emmanché. La partie basse 4 est montée préférentiellement vissée sur le corps formant poignée 2, de manière à faciliter le montage/démontage. La pipette intègre une tige de commande 8, logée à coulissement à l'intérieur du corps extérieur de pipette. La tige 8 est creuse, et agencée selon l'axe longitudinal 10 de la pipette. Son extrémité haute fait saillie vers le haut à partir du corps formant poignée 2, et porte un bouton de commande 12 destiné à être actionné par le pouce d'un opérateur tenant le corps 2 avec l'une de ses mains. A titre indicatif, la tige 8 présente une section transversale de forme non circulaire, ici de forme hexagonale ou octogonale. Elle est logée coulissante à travers une vis de réglage 14 de volume à prélever, dont la partie creuse intérieure est de forme complémentaire de la surface extérieure de la tige 8, et dont la surface extérieure est filetée, montée vissée sur l'extrémité inférieure du corps formant poignée 2.
D'une manière connue, la rotation de la tige de commande 8 par son bouton 12 permet de déplacer la vis de réglage relativement au corps extérieur de pipette selon la direction de l'axe 10, et entraîne donc une modification du volume de l'échantillon destiné à être prélevé.
L'extrémité basse 16 de la tige de commande 8 est en appui axial contre un dispositif de préhension 20 monté coulissant dans un alésage 18 formé par la partie basse 4 du corps extérieur de pipette. Il s'agit d'un dispositif 20 de préhension de l'extrémité haute du piston 82 de l'ensemble capillaire-piston 84, cette extrémité haute étant également dénommée tête de piston.
La conception du dispositif de préhension 20 va être détaillée en référence aux figures 1, 2a et 2b. Tout d'abord, il est indiqué que sur les figures 1 et 2a, le dispositif 20 présente des pinces de préhension en configuration ouverte dans laquelle elles permettent une introduction aisée, sans effort, de l'extrémité haute du piston 82, tandis que sur la figure 2b, le dispositif 20 présente des pinces de préhension en configuration fermée dans laquelle elles permettent de maintenir cette extrémité haute du piston 82 durant les opérations de pipetage.
Le dispositif 20 comporte une tête 21, également dite tête d'éjection, qui se prolonge vers le bas par des pinces de préhension 26, également dénommées mâchoires. Il s'agit de deux pinces ou plus. A titre d'exemple indicatif, il est prévu deux pinces 26, ainsi que des moyens élastiques de rappel 32 permettant de rappeler les deux mâchoires en configuration ouverte, dans laquelle elles sont écartées radialement l'une de l'autre. Pour ce faire, les moyens 32 peuvent prendre la forme d'une ressort placé à l'intérieur des pinces 26, et sollicitant ces dernières radialement vers l'extérieur. Aussi, le ressort 32, de forme globale annulaire, présente un diamètre qui peut être diminué lorsqu'il est mis en contrainte radialement vers l'intérieur. Dans l'exemple montré sur les figures, le ressort 32 prend la forme d'un ressort à spirales sollicitant la surface intérieure des pinces 26.
Autour de cet ensemble solidaire formé de la tête 21 et des pinces 26, le dispositif 20 comporte un corps extérieur 24 monté coulissant dans l'alésage 18, et comportant une extrémité basse 25 en forme de fourreau entourant les pinces 26. Le fourreau 25 et les pinces 26 forment ensemble une tulipe mécanique Aussi, lorsque le fourreau 25 est en position haute par rapport aux pinces 26, celles-ci font saillie vers le bas et peuvent être écartées sous l'effet du ressort 32, les plaçant ainsi dans la configuration ouverte montrée sur la figure 2a. En revanche, lorsque le fourreau 25 est déplacé vers le bas le long de pinces 26, celles-ci se rétractent radialement pour atteindre leur configuration fermée montrée sur la figure 2b. L'effort radial du fourreau sur les pinces conduit donc à solliciter le ressort 32 de façon à se rétracter radialement. En d'autres termes, l'ouverture / la fermeture des pinces 26 est fonction de la position relative du fourreau 25 par rapport à ces pinces 26 entourées par ce fourreau.
Enfin, le dispositif de préhension 20 comprend des moyens de verrouillage des pinces en configuration ouverte.
De préférence, les moyens de verrouillage des pinces forment un système de verrouillage à billes. Plus précisément, le système comporte des billes de verrouillage 27 réparties radialement, logées dans des orifices 29 pratiqués à travers la tête 21 du dispositif de préhension 20. Ces orifices 29 débouchant radialement vers l'extérieur, en regard d'une gorge 31 d'axe 10 pratiquée sur une surface intérieure du corps extérieur 24.
Les moyens de verrouillage comportent également des premiers moyens élastiques de rappel, de préférence un ressort de compression 64, forçant l'ensemble formé par les pinces 26 et la tête 21 vers le haut, relativement au corps extérieur 24. Pour ce faire, le ressort 64 est plaqué entre un épaulement haut 66 pratiqué sur la tête 21, et un épaulement bas 68 pratiqué sur la surface intérieure du corps extérieur 24, dans lequel se situe ce ressort 64.
Les moyens de verrouillage comprennent aussi un système d'axe 33 comprenant une première portion 33a et une seconde portion 33b plus basse que la première portion. Ces première et seconde portions 33a, 33b présentant respectivement un premier diamètre ainsi qu'un second diamètre plus petit que le premier, avec une transition 33c de forme tronconique ou similaire, agencée entre les deux portions 33a, 33b. Il est noté que ce système d'axe 33 est réalisé d'une seule pièce, et que son extrémité inférieure, partie intégrante de la portion basse 33b, forme un organe de commande de déverrouillage 54 qui sera décrit ci-après.
Le système d'axe 33 est monté à coulissement dans un orifice 35 de la tige d'éjection 46. L'orifice 35 fait saillie vers le bas et un ressort de compression 37 est interposé entre le fond de l'orifice 35, et un épaulement 39 pratiqué sur le système d'axe 33, au niveau de la première portion 33a de plus gros diamètre.
Dans la configuration ouverte des pinces 26, montrée sur la figure 2a, les billes de verrouillage 27 font saillie radialement vers l'extérieur des orifices radiaux 29. Ces billes 27 sont ainsi partiellement logées dans la gorge 31, en contactant le fond de celle-ci. Elles sont maintenues dans le fond de la gorge par contact radial interne avec la première portion 33a du système d'axe 33 de plus grand diamètre, qui empêche ces billes de sortir de la gorge. De plus, le ressort 64 pousse la tête 21 et les billes 27 vers le haut relativement au corps extérieur 24, ce qui conduit ces billes en butée contre une extrémité axiale haute 31a de la gorge. Par appui sur cette extrémité haute 31a, les billes empêchent la tête 21 et les pinces 26 d'atteindre leur position haute relativement au corps 24, ce qui permet de maintenir le fourreau 25 en retrait et assure ainsi le verrouillage de dispositif de préhension 20 avec ses pinces en configuration ouverte.
Par ailleurs, dans la configuration fermée des pinces représentée sur la figure 2b, les billes 27 sont situées en dehors de la gorge 31, vers le haut, en contact radial extérieur sur l'alésage 39 du corps extérieur 24. De plus, ces mêmes billes sont en contact radial intérieur avec la seconde portion 33b de plus petit diamètre du système d'axe 33, ce qui permet à la tête 21 et aux pinces 26 de coulisser vers le haut relativement au corps 24, sous l'effet de la détente du ressort 64 et par glissement des billes 27 sur l'alésage 29. La position haute est atteinte par détente totale du ressort, et/ou par une butée haute sur le corps extérieur 24 du dispositif de préhension 20.
Pour l'obtention de cette configuration fermée, le système d'axe 33 doit se déplacer relativement à la tige d'éjection 46, dans l'orifice 35, en comprimant le ressort 37. Cet état comprimé du ressort 37 est maintenu grâce à la force antagoniste développée par le ressort 64 de raideur plus élevée, et poussant la tête 21 vers le haut. Aussi, cette configuration fermée des pinces est maintenue par construction pendant les opérations de pipetage, qui seront décrites ci-après.
Le corps extérieur 24 du dispositif 20 comporte par ailleurs un épaulement 38 orienté vers le bas, en regard et à distance d'un épaulement 40 pratiqué sur la partie basse 4, à proximité de l'embout 6. Des seconds moyens élastiques de rappel 42, tel qu'un ressort de compression, est logé en appui entre ces deux épaulements 38, 40, afin de constituer un ressort de rappel en position haute de l'ensemble du dispositif de préhension 20 et de la tige de commande 8 située en appui, dans son prolongement vers le haut. La force de rappel développée par ce ressort de compression 42 conduit effectivement la tige de commande 8 à adopter sa position haute par rapport à la partie basse 4, une butée haute conventionnelle (non représentée) étant prévue à cet effet sur une quelconque partie 2, 4 du corps extérieur de pipette. Le ressort 42 présente une raideur inférieure à celle du ressort 64.
Comme évoqué ci-dessus, dans ce mode de réalisation, il est prévu la présence d'une tige d'éjection 46 montée coulissante à l'intérieur de la tige creuse de commande 8. Cette tige d'éjection 46 présente une surface extérieure complémentaire de la surface intérieure de la tige de commande 8. Son extrémité haute se trouve agencée entre le bouton de commande 12 et le corps formant poignée 2, et porte un bouton d'éjection 48. Pour ce faire, le bouton 48 est porté par un organe de support 50 en forme de goupille, qui est monté sur la tige d'éjection 8 et qui traverse un passage oblong 52 pratiqué dans la tige de commande, référencé sur la figure 1. La goupille 50 est alors apte à coulisser dans le passage oblong 52 durant le déplacement relatif entre les deux tiges 8, 46, correspondant à un coulissement selon la direction de l'axe 10.
L'extrémité basse 54 de la tige d'éjection 46 est ici au contact de l'extrémité haute de la tête 21 du dispositif de préhension, les deux éléments se déplaçant donc simultanément en translation selon la direction 10. La tige 46 remplit ainsi la fonction de commande en déplacement de la tête 21 et des pinces 26.
Dans ce mode de réalisation, il existe donc une dissociation des tige de commande de pipetage et tige d'éjection, respectivement destinées à remplir la fonction de pipetage et la fonction d'éjection de l'ensemble capillaire-piston, comme cela sera décrit ci-après.
En référence à présent aux figures 1 à 8, il va être décrit le fonctionnement du système de pipetage 100.
Tout d'abord, en référence à la figure 1, l'opérateur agrippant la pipette par la poignée 2 engage l'embout 6 dans un capillaire 80 d'un ensemble capillaire-piston consommable 84, de préférence agencé dans un boîtier, également appelé « rack ». En exerçant une pression verticale vers le bas sur la pipette 1, il obtient l'emmanchement du capillaire 80 sur l'embout 6, à la manière de l'emmanchement d'un capillaire ou d'un cône conventionnel sur l'embout d'une pipette classique à déplacement d'air. A ce stade, les pinces 26 sont maintenues en configuration ouverte, qui est obtenue automatiquement après l'éjection du précédent consommable 84. Cette configuration à pinces ouvertes peut également être réalisée par le constructeur, avant la mise dans le commerce de la pipette.
Ensuite, en référence à la figure 3, l'opérateur appuie sur le bouton de commande afin de déplacer vers le bas la tige de commande 8 et le dispositif de préhension 20 avec les pinces 26 en configuration ouverte. Ce déplacement s'effectue par appui de l'extrémité basse 16 de la tige 8 sur l'extrémité haute du corps extérieur 24 du dispositif 20. Le ressort 42 tend donc à se comprimer, tandis que la compression initiale du ressort 64 reste inchangée. En effet, la tige de commande 8 entraîne avec elle vers le bas la tige d'éjection 46 et son bouton, de sorte qu'il ne se produit aucun mouvement relatif entre les deux tiges 8, 46, ni entre le corps extérieur 24 et la tête 21 respectivement commandés par ces tiges. A titre indicatif, l'entraînement de la tige d'éjection 46 par la tige de commande 8 s'effectue par appui de l'extrémité haute du passage oblong 52 sur la goupille 50.
Durant cette descente du dispositif de préhension 20, les pinces 26 maintenues ouvertes s'engagent autour de l'extrémité haute du piston 82. En raison de leur configuration ouverte, l'effort d'introduction peut être très faible, voire même préférentiellement nul.
Après l'introduction du piston 82 entre les pinces 26, la poursuite de la descente du dispositif de préhension 20 conduit au contact entre l'extrémité haute de ce piston, et l'organe de commande de déverrouillage 54 formé par l'extrémité basse du système d'axe 33.
Au fur et à mesure que la descente se poursuit, l'appui de l'extrémité haute du piston 82 sur l'organe de commande de déverrouillage 54 conduit le système d'axe à se déplacer vers le haut relativement à l'ensemble solidaire en translation formé par la tête 21, les pinces 26, les billes 27 et le corps extérieur 24. Lorsque le dispositif 20 atteint une position déterminée dans laquelle la seconde portion 33b du système d'axe est en regard des billes 27, les pinces basculent automatiquement en configuration fermée dans laquelle elles se referment sur l'extrémité haute du piston 82, pour en assurer son maintien. Cette position déterminée est atteinte de préférence quelques millimètre avant que le corps extérieur 24 se trouve en butée basse relativement à la partie basse 4.
Le passage automatique de la configuration ouverte à la configuration fermée des pinces 26 est donc déclenché par le déplacement de l'organe de commande de déverrouillage 54, en translation selon l'axe 10. Ce déplacement de l'organe 54 est provoqué par l'appui du piston 82 lors du déplacement vers le bas du dispositif de préhension 20, piloté par la tige de commande 8. Plus précisément, lorsque la seconde portion 33b du système d'axe se trouve en regard des billes de verrouillage 27, les actions combinées du ressort 64 et de l'extrémité axiale haute 31a de la gorge 31 poussent les billes de verrouillage à s'extraire de cette gorge. Pour ce faire, l'extrémité axiale annulaire 31a se présente de préférence sous la forme d'une surface inclinée, voire arrondie, orientée vers le bas et radialement vers l'intérieur. Cela conduit en effet les billes 27 à se rétracter radialement vers l'intérieur dans les orifices 29 de la tête 21, jusqu'à sortir de la gorge 31.
Une fois les billes extraites de la gorge 31, le ressort 42 partiellement comprimé peut se détendre et provoquer un déplacement vers le haut des pinces 26 et de la tête 21 relativement au corps extérieur 24, jusque dans une position relative amenant les pinces 26 en configuration fermée comme cela a été schématisé sur la figure 4. Plus précisément, c'est le corps extérieur 24 qui se déplace vers le bas sous l'effet de la détente du ressort 64 en comprimant le ressort 42 de raideur plus faible, et/ou la tête 21 et les pinces 26 qui remontent, par exemple jusqu'à la détente totale du ressort 64. Il est noté qu'il se produit une sorte de « clic » lors du déplacement relatif brusque entre la tête 21 et le corps extérieur 24, sur quelques millimètres et sous l'effet de la détente du ressort 64.
D'ailleurs, après ce passage en configuration fermée dans laquelle la tulipe mécanique 25, 26 s'est refermée autour de l'extrémité haute du piston 82, la descente est poursuivie, toujours par pression sur le bouton de commande s'effectuant à rencontre de la force de rappel développée par le ressort 42. Lors de cette fin de course, ce ressort 42 continue à être comprimé et les pinces 26 glissent le long de l'extrémité haute du piston 82. Le système 100 est conçu de manière à ce que la fin de course du corps extérieur 24, correspondant à la compression maximale du ressort 42, coïncide également avec la butée axiale des pinces 26 sur une collerette 83 située à la base de l'extrémité basse du piston 82, cette collerette 83 étant elle-même en butée axiale sur le capillaire 80. Aussi, à la fin de la descente de la tige de commande 8, schématisée sur la figure 5, le piston 82 est placé précisément sur le dispositif de préhension 20, ce qui garantit un pipetage ultérieur de grande précision.
Ensuite, le bouton de commande 12 est relâché pour ramener les tiges de commande et d'éjection 8, 46 en position haute, avec le dispositif de préhension 20 agrippant le piston 82. Cette position haute est montrée sur la figure 6. A partir de celle- ci, l'opérateur peut réaliser de façon classique des opérations de pipetage, à l'aide du bouton de commande. Néanmoins, pour simplifier le processus de prélèvement de liquide, la tige de commande 8 peut être maintenue en position basse montrée sur la figure 5 jusqu'au prélèvement de l'échantillon, durant lequel la tige de commande remonte avec le piston pour créer l'aspiration du liquide.
C'est ensuite la dispense du liquide prélevé qui est effectuée, par déplacement de la tige de commande via son bouton 12, d'une manière identique à celle réalisée pour la préhension du piston. En effet, la course est la même, amenant la tige de commande 8 en position basse jusqu'à la compression totale du ressort 42. Lors de cette dispense, le risque d'ouverture des pinces 26 et d'éjection du consommable 84 est nul, car l'action sur le bouton de commande n'a pas d'incidence sur le ressort 64 pilotant l'ouverture des pinces, mais seulement une incidence sur le ressort 42, dit ressort de pipetage.
Enfin, il est procédé à l'éjection de l'ensemble consommable 84, à l'aide de la tige d'éjection 46 actionnée par son bouton de commande 48. Cette éjection est schématisée sur les figures 7 à 11.
La raideur du ressort de rappel 64 est telle que durant une première course, ce ressort ne se comprime quasiment pas mais transmet les efforts de la tige d'éjection 46 au corps extérieur 24 du dispositif de préhension. Aussi, la tige 46, en appui sur l'extrémité haute de la tête 21 comme montré sur la figure 7, entraîne avec elle l'ensemble du dispositif de préhension 20 vers le bas. De plus, la tige de commande 8 suit ce mouvement vers le bas, par friction et/ou gravité, en restant en appui sur l'extrémité haute du corps extérieur 24.
Lorsque le déplacement de la tige de commande 8 et du corps extérieur 24 est stoppé en translation par compression maximale du ressort 64, et que le bouton d'éjection 48 continue à être actionné vers le bas, il se produit alors une seconde course de la tige d'éjection au cours de laquelle il s'opère un déplacement relatif de la tige 46 par rapport à la tige 8 restant fixe. Ce déplacement relatif est autorisé par le déplacement de la goupille 50 dans le passage oblong 52 de la tige de commande, comme cela a été évoqué en référence à la figure 1.
Lors de cette seconde course schématisée sur la figure 8, la tête 21 et les pinces 26 sont donc abaissées, et l'appui de la portion de transition tronconique 33c sur les billes 27 conduit celles-ci à se déplacer radialement vers l'extérieur, en pénétrant dans la gorge 31. Simultanément, les pinces 26 appuient axialement sur la collerette 83 du piston 82, cette collerette transmettant l'effort d'éjection au capillaire 80 qui commence à se désemmancher du l'embout 6.
Comme cela est montré sur la figure 9, la descente de la tige d'éjection
46 se poursuit, toujours en contraignant le ressort 64, et avec un glissement des billes 27 dans le fond de la gorge 31, vers le bas jusqu'à une extrémité axiale basse de cette même gorge. Les pinces 26 continuent donc à provoquer les désemmanchement du capillaire 80 via la collerette 83 du piston 82, et, simultanément, s'ouvrent progressivement en raison du retrait du fourreau 25 relativement à ces pinces, ce fourreau restant en effet fixe par rapport à la partie basse 4.
La tête 21 et les pinces 26 atteignent leur position basse lorsque les billes 27 arrivent en butée axiale dans l'extrémité basse de la gorge 31. A partir de cet instant montré également sur la figure 10, le bouton d'éjection ne peut plus être davantage abaissé. De plus, à ce stade, le capillaire 80 est entièrement désolidarisé de l'embout 6, et les pinces ouvertes 26 ont libéré le piston 82. L'ensemble consommable 84 est alors éjecté, et peut tomber par gravité dans un récipient dédié (non représenté).
Puisque la force de rappel du ressort 64 est contrée par l'action de l'opérateur sur le bouton d'éjection, le ressort de compression 37 peut se détendre et pousser le système d'axe 33 vers le bas. Il restitue ainsi l'énergie préalablement emmagasinée lors de la préhension du piston, schématisée sur la figure 4. Au cours de cette opération automatique, puisque les billes sont logées dans la gorge 31, la première portion 33a de plus grand diamètre s'introduit entre les billes 27, comme visible sur la figure 10.
Lors du relâchement de la pression sur le bouton d'éjection, c'est en premier lieu le ressort 64 qui se détend, ce qui a pour effet de faire remonter l'ensemble formé par la tête 21, les pinces 26, les billes 27 qui glissent dans la gorge 31, et le système d'axe 33. D'ailleurs, il est noté qu'au cours de cette remontée, la position relative de la tête 21 et du système d'axe 33 n'évolue pas, car aucune force n'est appliquée sur le ressort de compression 37. Aussi, la première portion 33a de plus grand diamètre reste logée entre les billes 27 durant la remontée, qui est stoppée lorsque les billes arrivent au contact de l'extrémité axiale haute 31a de la gorge 31, comme cela est visible sur la figure 11. Dans cet état, le dispositif de préhension 20 est donc placé et maintenu avec ses pinces 26 en configuration ouverte. Cet état est conservé durant la seconde partie de la remontée provoquée par la détente du ressort 42, détente durant laquelle le dispositif 20 conserve sa configuration montrée sur la figure 11, tout en remontant dans la partie basse 4. En fin de remontée, la pipette 1 se présente sous la forme déjà décrite en référence à la figure 1.
La conception proposée est avantageuse en ce sens qu'au cours de l'opération d'éjection du consommable 84, obtenue par poussée sur le bouton d'éjection 48 puis relâchement de ce bouton, les pinces 26 passent automatiquement de la configuration fermée à la configuration ouverte, celle-ci étant conservée à la fin d'opération d'éjection. Par conséquent, ces pinces sont à nouveau prêtes pour la préhension simplifiée, propre à l'invention, du piston d'un nouveau consommable 84.
En référence à présent à la figure 12, il est représenté un système de pipetage 100 selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention. Ce mode présente de nombreuses similitudes avec le précédent. Aussi, sur les figures, les éléments portant les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires.
Ce mode diffère donc du précédent par le simple fait qu'il n'est pas prévu de tige d'éjection distincte de la tige de commande de pipetage 8, cette dernière étant effectivement conçue pour remplir la fonction de tige de commande de pipetage et la fonction de tige d'éjection de l'ensemble capillaire-piston.
Par conséquent, la seule différence structurelle avec le mode précédent réside dans le fait que c'est la tige de commande 8 qui loge le système d'axe 33, l'extrémité basse 16 de cette tige 8 étant en appui sur l'extrémité haute de la tête 21 du dispositif de préhension 20, et non plus sur l'extrémité haute du corps extérieur 24 restant libre.
Les différentes opérations décrites en relation avec le mode précédent restent globalement applicables. La seule différence notable est que l'opération d'éjection s'effectue en appuyant sur le bouton de commande 12, et non plus sur le bouton d'éjection qui a été supprimé. Cela a été illustré sur la figure 13 montrant le système 100 dans un état identique à celui de la figure 10 pour le système du mode de réalisation précédent. Sur la figure 13, il est montré que c'est bien la descente de la tige de commande 8 qui provoque successivement la compression des ressorts 42 et 64, jusqu'à l'amenée des billes 27 en butée contre l'extrémité basse de la gorge 31.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de pipetage (100) comprenant une pipette de prélèvement (1) à déplacement positif ainsi qu'un ensemble capillaire-piston (84) dont le capillaire (80) est destiné à être emmanché sur un embout (6) de la pipette, et dont le piston (82) présente une extrémité haute destinée, lors des opérations de pipetage, à être maintenue par un dispositif de préhension (20) équipant la pipette, ledit dispositif de préhension comprenant une pluralité de pinces de préhension (26),
caractérisé en ce qu'il est conçu de manière à ce que lorsque le capillaire (80) de l'ensemble capillaire-piston est emmanché sur l'embout (6) de pipette et que ledit dispositif de préhension (20) se trouve à distance du piston (82) vers le haut, le dispositif de préhension puisse être déplacé vers le bas avec ses pinces (26) dans une configuration ouverte, jusqu'à une position déterminée dans laquelle les pinces, agencées autour de l'extrémité haute du piston (82), basculent automatiquement dans une configuration fermée dans laquelle elles assurent un maintien de l'extrémité haute du piston (82).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de préhension (20) comporte des moyens de verrouillage des pinces en configuration ouverte, lesdits moyens de verrouillage comportant un organe de commande de déverrouillage (54) monté à coulissement relativement aux pinces (26), et en ce que la pipette est conçue de telle sorte que le passage automatique de la configuration ouverte à la configuration fermée soit déclenché par le déplacement de l'organe de commande de déverrouillage (54), provoqué par l'appui de l'extrémité haute du piston (82) sur cet organe (54), lors dudit déplacement vers le bas du dispositif de préhension (20).
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de préhension (20) comporte :
- une tête (21) solidaire des pinces (26) ; - un corps extérieur (24) agencé autour de la tête et des pinces, et comportant une extrémité basse (25) en forme de fourreau, permettant l'ouverture / la fermeture des pinces (26) en fonction de sa position relative par rapport à ces pinces qu'elle entoure ; et
- lesdits moyens de verrouillage des pinces en configuration ouverte.
4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage des pinces forment un système de verrouillage à billes.
5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage des pinces comportent :
- des billes de verrouillage (27) logées dans des orifices (29) de ladite tête (21) du dispositif de préhension, lesdits orifices débouchant radialement vers l'extérieur ;
- une gorge (31) pratiquée sur une surface intérieure dudit corps extérieur (24) ;
- des premiers moyens élastiques de rappel (64) forçant les pinces (26) et la tête (21) vers le haut relativement audit corps extérieur (24) ; et
- un système d'axe (33) comprenant au moins une première portion (33a) et une seconde portion (33b) plus basse que la première portion, ces première et seconde portions présentant respectivement un premier diamètre ainsi qu'un second diamètre plus petit que le premier, et une extrémité inférieure de ce système d'axe (33) étant formée par ledit organe de commande de déverrouillage (54),
et en ce que lesdits moyens de verrouillage des pinces sont conçus de sorte que :
- dans la configuration ouverte des pinces, les billes de verrouillage (27) font saillie radialement vers l'extérieur desdits orifices (29) de la tête, en étant partiellement logées dans ladite gorge (31) dans laquelle elles sont maintenues par contact avec ladite première portion (33a) du système d'axe (33), lesdits premiers moyens élastiques de rappel (64) amenant lesdites billes de verrouillage (27) en butée contre une extrémité axiale haute (31a) de ladite gorge ; et
- lorsque la seconde portion (33b) du système d'axe (33) se trouve en regard des billes de verrouillage (27), les actions combinées des premiers moyens élastiques de rappel (64) et de l'extrémité axiale haute (31a) de la gorge poussent les billes de verrouillage (27) à se rétracter radialement vers l'intérieur dans les orifices (29) de la tête (21), jusqu'à sortir de la gorge (31) et permettre auxdits premiers moyens élastiques de rappel (64) de provoquer un déplacement vers le haut des pinces (26) et de la tête (21) relativement audit corps extérieur (24), jusque dans une position relative amenant les pinces (26) en configuration fermée, entourées par l'extrémité basse du corps extérieur formant fourreau (25).
6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens élastiques de rappel (42) agencés entre le corps extérieur (24) du dispositif de préhension (20) et un élément fixe (4) de la pipette.
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est conçu de sorte qu'au cours d'une opération d'éjection de l'ensemble capillaire-piston (84), obtenue par poussée sur un bouton d'éjection (48, 8) puis relâchement dudit bouton d'éjection, les pinces (26) dudit dispositif de préhension (20) passent automatiquement de la configuration fermée à la configuration ouverte, celle-ci étant conservée à la fin de ladite opération d'éjection.
8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite pipette (1) comporte une tige de commande (8, 46) de déplacement de la tête (21) et des pinces (26) solidaires de cette tête.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite tige de commande (8) est conçue pour remplir la fonction de tige de commande de pipetage et la fonction de tige d'éjection de l'ensemble capillaire-piston.
10. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite tige de commande (46) est conçue pour remplir la fonction de tige d'éjection de l'ensemble capillaire-piston (84), et en ce que la pipette (1) comporte de plus une tige de commande de pipetage (8) capable d'entraîner en translation ledit dispositif de préhension (20).
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