一种制造密封帽阵列的方法与流程

本申请为发明创造名称为密封帽阵列、密封垫、样品管带以及多孔板组件的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2014-9-15，申请号为201480062388.6

本发明涉及实验室样品容纳器件领域，特别是涉及一种制造密封帽阵列的方法。

背景技术：

密封垫在实践中是已知的。通常地，在这些已知的密封垫中，支撑板和密封元件由一种材料作为整体制成，并且彼此永久连接。这种密封垫尤其被用于与存储试剂的工具一起使用，例如样品管、微量滴定板以及“深孔”块。但是，由于所述密封元件通过密封垫彼此连接在一起，被密封元件密封的样品管难以分离。

使得密封元件被简单地从密封垫中移除或分离已经在现有技术中有尝试。例如，专利号6,776,964的美国专利公了开具有可分离密封元件的密封垫。所述密封垫包括具有开口的支撑板以及由不同材料制成的密封元件。所述密封元件具有外围的槽，在槽内，支撑板内的开口的边缘被容纳，使得密封元件可以从所述支撑板分离。但是，该密封垫还需要更进一步地改进。

技术实现要素：

本发明提供一种密封帽阵列，其中，所述密封帽可以从承载其的支撑板分离的。在样品管、样品管带或多孔板使用所述密封帽阵列，使得能够彼此独立地打开被所述密封帽阵列密封的样品管，并且有效地使得从样品管移除所述密封帽更容易。

在本发明的一个方面中，提供一种密封帽阵列。所述密封帽阵列包括多个密封帽，多个密封帽中的每一个具有(1)第一端，其包括用于接合和密封样品管的大体上圆柱形的构件，以及(2)与第一端相对的第二端，并且所述第二端具有多个凸杆，多个凸杆中的每一个被可移除地插入在支撑板内的对应的孔内，借以使多个密封帽被可分离地固定在支撑板上并被对称地排列成阵列，以致它们的大体上圆柱形的构件的轴线是平行的。照此，在拉力的作用下，多个密封帽中的任何一个可以被从支撑板分离。当所述密封帽阵列被使用于密封多个样品管，在遗留的密封帽密封样品管的情况下，所述支撑板可以被拉掉以及从多个密封帽分离。结果，样品管可以在密封状态被分别地处理。这显著地改善使用样品管的便利，并且避免不同样品管之间的交叉污染。

在本发明的另一个方面中，提供一种密封垫。所述密封垫包括具有多个开口的支撑板，所述开口具有多个分散地围绕或靠着所述开口排列的孔；所述密封垫进一步包括多个密封帽，其分别可分离地在多个开口处固定于所述支撑板上。每一密封帽具有第一端和与第一端相对的第二端，第一端包括用于接合和密封样品管的第一大体上圆柱形的构件，第二端包括第二大体上圆柱形的构件，其被插入在所述支撑板上的一个开口中，以及多个铆钉，每个铆钉被分别可移除地铆接在围绕或靠着所述支撑板的开口的多个孔中的一个。在一些实施例中，所述密封帽的每个铆钉具有可变形的头部和连接所述可变形的头部和所述密封帽的凸杆，在足够力的作用下，所述头部变形以通过在支撑板上的孔中的一个孔，从所述支撑板分离所述密封帽。

在本发明的又一方面中，提供一种样品管带。所述样品管带包括对称地以线性阵列排列的多个中空管体，借以使它们的轴线是平行的，其每中空管体具有大体上圆柱形的上壁部分，所述上壁部分在其边缘部分限定所述中空管体的管口。所述样品管带进一步包括多个密封帽的线性阵列，多个密封帽的线性阵列的每一个具有(1)第一端，其包括用于接合和密封多个中空管体中的一个中控管体的管口的大体圆柱形构件，以及(2)与第一端相对的第二端，并且所述第二端具有多个凸杆，多个凸杆的每一个被可移除地插入在支撑板内的对应的孔中，借以使多个密封帽被可分离地固定在支撑板上，并且被对称地排列成阵列，使得它们的大体上圆柱形构件的轴线是平行的。

在本发明的另一个发明中，提供一种多孔板组件或多管组件。所述多孔板组件包括板体，所述板体具有在其中的多个阱，每个阱具有阱口，封闭的底部以及于其间延伸的侧壁，其中多个阱的至少一个具有大体上圆柱体的上壁部分，所述上壁部分在其边缘部分限定所述阱口。所述多孔板组件进一步包括多个密封帽的线性阵列，多个密封帽的线性阵列中的每一个具有(1)第一端，其包括用于接合和密封多个阱的阱口的大体上圆柱形的构件，以及(2)相对于第一端的第二端，以及所述第二端具有多个凸杆，所述多个凸杆的每一个被插入到在支撑板上对应的孔中，借以使多个密封帽被可分离地固定在所述支撑板上，以及被对称地排列成阵列，使得它们的大体上圆柱形构件的轴线是平行的。

在本发明的又一方面中，提供一种制造如上描述的密封帽阵列的方法。所述方法包括：提供在其中具有多个孔的支撑板；完整地在所述支撑板之上塑模多个密封帽。多个密封帽中的每一个具有第一端，所述第一端包括用于接合和密封样品管的大体上圆柱形的构件。所述密封帽也具有相对于第一端的第二端，第二端具有多个凸杆，多个凸杆的每一个被可移除地插入在支撑板内对应的孔中，借以使多个密封帽被可分离地固定在所述支撑板上并且被对称地排列成阵列，使得它们的大体上圆柱形的构件的轴线是平行的。

通过结合实施例的下面本发明的具体的描述，其示出优选的和典型的实施例，于此附上的本发明以及其实施方式的前述以及它们的优点和特点将变得更加易懂清楚。

附图说明

图1a是基于本发明一实施例的密封帽阵列的透视图；

图1b是在图1a中的密封帽阵列的另一透视图；

图1c是在图1a中的密封帽阵列的侧视图；

图1d示出在图1a中的固定在支撑板上的密封帽的实施例；

图1e示出基于另一发明实施例的固定在支撑板上的密封帽的另一实施例；

图2示出用于支撑在图1a中的密封帽阵列的支撑板的另一实施例；

图3是与图1a中的密封帽阵列一起使用的样品管带的剖面示意图；

图4a是基于本发明一实施例的密封垫的透视图；

图4b是在图4a中的密封垫的另一透视图；

图4c是在图4a中的密封垫的平面图；

图5a是被图4a中的密封垫密封的样品管阵列的透视图；

图5b是当支撑板从所述密封帽移除时，被图4a中的密封垫密封的样品管阵列的透视图；

图6是与图4a-4c中的密封垫一起使用的多孔板的剖面视图。

具体实施方式

请参考图1-3，密封帽阵列100的示例被示出。密封帽阵列100可以被用于密封样品管、样品管带、多孔板、多管阵列或其他管阵列结构。密封帽阵列100包括排列成阵列的多个密封帽101。例如，如图1a-1c所示，多个密封帽可以包括排列成线性阵列的8密封帽。在其他的实施例中，多个密封帽可以被排列成至少两行和一列的阵列。本领域的技术人员可以清楚，包括在密封帽阵列中的密封帽的数目和排列可以基于本发明的不同实施例改变。

密封帽阵列100放置于支撑板103的顶部。每个密封帽101具有第一端105，其具有用于接合和密封样品管(未示出)的第一大体上圆柱形的构件107。第一大体上圆柱形的构件107可以是具有塞填芯体的大体上圆柱形的外缘或杆，其尺寸和形状被设置为用于密封管口，例如，可移除地插入样品管的管口中以密封样品管。可选地，当大体上圆柱形的构件107是圆柱形的外缘，被密封的管可以可移除地插入外缘并且啮合外缘的内壁。第一大体上圆柱形的构件107的轴线是彼此平行，使得多个密封帽101可以被插入被平行地排列成阵列的多个样品管(未示出)。例如，多个样品管可以被放置于容器或架子(未示出)上，并且样品管的管口在顶部并且大体上在一个平面内。每个密封帽101作为塞子被压进对应的管口中，使得它的第一端105得以接触样品管的限定管口的内壁以提供闭合和密封，优选地是液密密封。在一些例子中，每个密封帽101具有至少一个在其第一大体上圆柱形构件107的外壁的密封环109，因此进一步改善在第一端105和被密封的管口之间的密封接触。

每个密封帽101进一步包括相对于第一端105的第二端111。第二端111具有多个凸杆115，凸杆115分别地插入到在支撑板103上的多个孔117。通过这种方法，第二端111可以被可分离地固定在支撑板103上，并且被对称地排列成阵列。在一些例子中，第二端111可以具有第二大体上圆柱形的构件119例如大体上圆柱形的外缘，例如，其连接于第一大体上圆柱形的构件107。第二大体上圆柱形的构件109在它的径向的至少部分可以具有直径大于第一大体上圆柱形的构件107的法兰，使得密封帽101可以不被整体压入相对的样品管。在一些实施例中，每个密封帽101可以具有在其第二端111的凸缘(未示出)，其作为从被密封的样品管移除所述密封帽101的拽拉点。

多个凸杆115互相隔离并且排列在第二端111。例如，凸杆115圆周排列在第二大体圆柱形的构件119上。如图1b所示，匹配于凸杆115的多个孔117以圆形图案被排列于支撑板103上。如图1b所示的实施例，第二大体上圆柱形的构件119可以被插入至开口121。相应地，多个孔117被周向地沿着或邻近开口121排列。需要注意的是，在一些替代实施例中，第二大体上圆柱形的构件119可以是不同于圆柱形的改良的形状，只要构件可以被移除地插入在支撑板内的开口对应的形状。例如，构件可以是圆锥或立方体形。在一些实施例中，多个孔117可以是至少4个孔，例如6或8孔，被分散地间隔并且围绕开口121。可选地，如图2所示，在一些实施例中，支撑板除了多个孔117不具有其他开口。例如，多个孔117可以是周向地并且分散地间隔分布在支撑板上。

图1d和1e更详细地示出了固定在1a-1c中的固定于支撑板上的密封帽的两个示例的剖面图。

请参考1d，密封帽101的每个凸杆115具有大体上与在支撑板103上的每个孔117的内径相同的直径，以致凸杆115的外表面啮合孔117的内表面。因此，在凸杆115和孔117的啮合形成摩擦配合或干涉配合，这防止密封帽101从支撑板103分离。只有从支撑板103分离密封帽101的拉力被施加，其足够克服在多个凸杆115和多个孔117之间的整个摩擦配合或干涉配合，密封帽101可以从支撑板103被移除或分离。

进一步参考图1e，其示出密封帽的另一个示例结构。密封帽101’的每个凸杆115’具有连接在凸杆115’的可变形的头部131’。在具有足以从支撑板103’分离密封帽101’的量级的拉力被施加时，可变形的头部131’可以变形以通过对应的孔117’。凸杆115’以及可变形的头部131’可以连接在一起以起到铆钉的作用，这显著地改善了密封帽101’和支撑板103’之间的连接。在图1e示出的实施例中，可变形的头部131’是具有比孔117’直径大的圆形板。在一些其他的例子中，可变形的头部131’可以是大体上半球、球形的构件，或具有其他合适的形状。在一些实施例中，可变形的头部131’具有是对应孔117的直径的1/4或更少的厚度。

依旧参考图1a-1c，多个密封帽101和支撑板103具有不同的成分。这样，例如，对密封帽101使用展示了适于密封被密封的样品管的内表面的特性的材料，以及用展示了适于从密封帽101移除支撑板的特性的材料制造支撑板成为可能。形成支撑板103的材料的例子包括但不限于，聚丙烯(pp)、聚碳酸酯(pc)、聚氯乙烯(pvc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)以及聚苯乙烯(ps)。密封帽101可以采用更多弹性材料，例如硅酮或混合一个或多个聚合物材料(例如pc)的硅酮。可选地，密封层可以有一种或多种聚合物材料制成，所述一种或多种聚合物材料从包括聚乙烯(pe)(特别是低密度聚乙烯或ldpe)、聚氨酯(pu)、热塑性聚氨酯(tpu)、热塑性弹性体(tpe)、热塑性聚烯烃(tpo)、苯乙烯热塑性弹性体(s-tpes)、热塑性橡胶(tpr)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)、热塑性硫化橡胶(tpv)、聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)、软pvc(elpv)等组成的组。在优选的实施例中，密封帽101可以由混合pc的硅酮构成而支撑板103可以由pc构成。包含在密封帽101和支撑板103中的同样的pc材料可以改善密封帽101和支撑板103的啮合，但是在有需要时不会影响从支撑板103分离密封帽101可拆除性。在具体实施例中，按照astmd2240测量方法测量，支撑板103可以具有比多个密封帽101更高的硬度。例如，所述支撑板103可以具有的硬度(astmd2240测量方法)比多个密封帽101高至少10邵氏a型硬度，例如10-30邵氏a型硬度。

密封帽阵列的多个实施例可以适应于样品管带或多孔板，例如以工业标准样式，例如，36-、48-、96-、192-、384-孔pcr板。本质上，在样品管带中，在本发明的一个实施例中多个(例如，4、8或12个)中空管体可以对称地排列成线性阵列，使得它们的轴线是平行的。两个邻近的这些中空管体的连接可以可选地通过带体连接。用于在图1a中的密封帽阵列的一个样品管带的示范实施例在图3被示出。

如图3所示，样品管带341具有对称的线性排列的多个中空管体343。多个中空管体343的轴线是平行的。每个中空管体343具有大体上圆柱状的上壁部分345，上壁部分345在其边缘部分限定中空管体343的管口347。管口347将分别地被在图1a所示的密封帽阵列100的密封帽101所密封。按照astmd2240测量方法测量，多个中空管体可以比密封帽101具有较高的硬度。在一些实施例中，当密封帽的第一端密封相应的管口347，每个密封帽的尺寸和形状被设置为与相对的管口347形成摩擦配合或过盈配合。所述摩擦配合或过盈配合大于预定的量级，以使得当密封帽的第一端接触密封相应的中空管体343时，密封帽可以从支撑板分离。在这种方式下，在样品管带341被插入中空管体343中后，在遗留的密封帽密封中空管体343的情况下，支撑板可以被拉掉并且与密封帽阵列的多个密封帽分离。结果，样品管带341的中空管体343可以在密封状态下被分别地处理。这显著地改善使用样品管带341的便利性，以及避免在样品管带341的不同中空管体343之间交叉污染。

同样地，在多孔板(微量滴定板)中，基于工业标准样式，多个(例如，36、48、96、192、384个)中空管体可以被排列成多个孔形式。可选地，例如，样品管阵列可以排列成样品管的至少2行和至少一列的阵列形式，并且可以放置在容器或架子上。一些实施例的密封帽阵列可以配置为垫的配置以密封多孔板或样品管阵列。图4a-4c示出基于本发明一实施例的密封垫400。图5a-5b示出与图4a-4c中的密封垫一起使用的样品管阵列。图6示出了与图4a-4c中的密封垫一起使用的多孔板。特别地，在图5a-5b中，在支撑板上每个离散的隔离的孔可以被连接并被合并为在中间的开口。在一些其他实施例中，在支撑板上的离散的隔离孔可以不被连接并与中间的开口合并，这类似于图1a和2的示出的实施例。

如图5a所示，样品管阵列的每一样品管551具有用于既可以盛放固体实际也可以盛放液体实际的中空管体553。中空管体553具有封闭的底部555和它的顶部管口(未示出)，管口被大体上圆柱形上壁559限定。类似地，如图6所示，多孔板包括板体671，其具有在其中的多个阱673。每个阱673具有阱口675，封闭的底部677以及于其间延伸的侧壁679。多个阱673中的至少一个具有大体上圆柱形的上壁部分681，上壁部分681在其边缘部分限定阱口675。按照astmd2240测量方法测量，板体671可以具有比在图4a-4c中示出的密封帽更高的硬度。在图6中的多孔板是具有35/8英寸宽度和5英寸长度以及以8阱乘12阱矩形阵列的容纳96相同样品阱的托盘。本领域的技术人员应该知晓，本发明的实施例可以用于其它数目的阱，例如192阱或384阱以及其他阵列形式的多孔板，在此不做详述。

参考图4a-4c，密封垫400包括支撑板403，其具有多个开口404，多个开口404的每一个具有不连续的设置于围绕开口404的多个孔417。在一些实施例中，开口404可以省略，而多个孔417被类似的图案布置在支撑板403中。

密封垫400进一步包括多个密封帽401，其分别地可分离地在多个开口404固定于支撑板403。每个密封帽401具有第一端405，其具有用以接合和密封在图5a-5b示出的样品管阵列的一个样品管的管口或图6示出的多孔板的阱的阱口的第一大体上圆柱形构件407。第一大体上圆柱形的构件407可以是塞填芯体的大体圆柱状的外缘或棒，其形状和尺寸被设置为用以插入要被密封的管口或阱口。第一大体上圆柱形的构件407的轴线是彼此平行的。每个密封帽401作为塞子被压进相对的管口或阱口，以致它的第一端405进入接触管口或阱口的内壁以提供闭合和密封，优选地，液密密封。在一些实施例中，每一密封帽401具有在第一大体上圆柱形的构件407的外壁的至少一个密封环409，因此进一步改善在第一端405和管口或阱口之间的密封接触。在一些例子中，每个密封帽401可以在它的第二端具有凸缘423，其作为从对应的管口或阱口移除所述密封帽的拽拉点。

每个密封帽401进一步包括相对于第一端205的第二端411。第二端411具有多个铆钉(未示出)以分别地铆接或插入多个孔417。每个铆钉具有可变形的头部，在施加了足够从支撑板403分离密封帽401的拉力的情况下，所述铆钉的头部变形以通过相对的孔。第二端411也具有将可变形的头部连接到密封帽401的凸杆(未示出)。

当密封帽401的第一端405密封相对的管口或阱口时，摩擦配合或过盈配合于其间生成。在一些例子中，该摩擦配合或过盈配合大于预定的量级，从而使得密封帽401可以从支撑板403被分离。在这种方式下，如图5所示，在插入样品管阵列或多孔板之后，在遗留的密封帽401密封管体的情况下，支撑板403可以从密封帽阵列400的密封帽401被拉开并分离。因此，样品管阵列或多孔板可以在密封状态下分别被处理。从而显著地改善样品管阵列或多孔板的使用的便利性，以及避免不同样品管或阱之间的交叉污染。

本发明的密封帽阵列可以通过下列流程被制造：提供于其上有多个孔的支撑板；并且完整地在所述支撑板之上塑模多个密封帽。本发明的支撑板和密封帽可以通过现有工艺分别地被制造，例如注塑成型。通过例如机械挤压(例如，通过挤压密封帽的凸杆进入支撑板的孔中)，然后支撑板和密封帽阵列可以进一步被制造出来并相互结合。可选的地，例如，支撑板和密封帽阵列可以通过热成型工艺被集成在一起。在一些优选的实施例中，多个密封帽的第二端可以加热至至少多个密封帽的弯曲成形温度。然后，对着所述支撑板施压于多个密封帽的第二端，使得当多个密封帽处于弯曲成形温度时，每个第二端的至少部分能够挤进相对的孔。然后，多个密封帽的第二端被冷却，使得多个密封帽的每个第二端的挤进部分分别在相对的多个孔内。然后凸杆或额外的可变形的头部分别可以形成在孔中。

在本说明书中的所有公开和专利申请记载对于本领域技术人员而言是描述性的。参考同样的范围，在本说明书中的所有公开和专利申请记载可以合并，所有的公开和专利申请在此通过引用并入至与每个独立的公开或专利申请被特定地并且单独地指出通过引用并入的程度相同。本公开和专利申请纯粹的描述不需要组成现有技术对本申请的许可。

尽管为了更清楚地理解的目的，前述的发明被通过示例和实例被详细地描述，但显然一定的改变和修改可以在本发明允许的范围实施。