专利名称：一种多通道移液器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种移液装置，特别是涉及一种可与机械手配合使用的多通道移液器。
背景技术：
目前，用于微量液体转移、分配的工具有手动操作和机器人自动操作两类。液体转移应用场合有两种，第一种是将一定体积的液体从源位置取出并全部转移到目标位置，另外一种是将从源位置取得的液体等量地分配到多个目标位置。
手动操作的有移液枪等，一般每支移液枪只有一个通道，即每次操作只能转移一种液体；多通道的移液枪被称为排枪。移液枪一般都使用一次性枪头，进行操作前将枪头装在移液枪上。移液枪上有旋钮可以调节要吸取的样品量；设定吸样量后，按动移液器末端的按钮排出空气；将移液枪放到液体里松开按钮，即可将设定体积的液体吸取上来；然后将移液器放到排液位置，按下按钮，即可将液体排出。移液枪操作便捷，但其至少有三个缺点精度不高；需要手工操作，容易引入人为误差；通量小，每次只能转移几种样品。
自动移液设备由自动移液器与机械手组成，两者相互配合以实现移液操作。机械手携带自动移液器实现移液器在液体源位置、目标位置、清洗位置间的空间运动；而自动移液器则在电路的控制下，实现在源位置的取样、目标位置的吸样、清洗位置的清洗操作。自动移液器一般是多个通道同时工作，如4、8、12、24、96通道。自动移液器的工作原理有很多种，但大都可以分为两类体积法和时间法。体积法基于注射泵原理。吸取液体时，随着泵内活塞被拉出，液体在泵腔内负压的作用下被吸入泵腔，活塞运动的距离乘以泵腔截面面积即为吸样量；同理，推动活塞，即可将与活塞移动所经过空间同样体积大小的液体推出来。时间法移液技术通过通道内的压力和位于液体管道中间的阀门实现液体的定量分配。压力用来将液体吸入移液器或喷出，阀门的开关用来控制是否将压力施加在液体上；通过控制压力的大小和阀门打开时间的长短可以控制转移液体的量。这两种技术都可以实现上述一对一和一对多的移液操作。但体积法定量简单，成本相对较低，可以多通道同时工作。时间法则易于实现小的液体转移量，但成本较高，一般采用4/8/16通道；同时，转移相同体积的液体，当液体的粘度和密度等性质不同时需要通过实验确定。
WO9926723公开了一种自动移液器，该自动移液器由包含与通道数数量相同的泵孔的泵腔和多个活塞推杆组成，每个活塞对应一个泵孔，各个活塞同时运动以实现多通道同时进行吸样和排样操作。这种移液器的缺点在于为防止活塞在泵孔内移动时产生漏气现象和减小活塞和泵体内壁的磨损，每个活塞和泵孔都必须有很好的配合、同轴度。同时，为保证各通道间的一致性，各个泵孔间以及各个活塞间都必须有很好的一致性。这种高精度要求一方面提高了加工难度，同时也大大加大成本；同时，一旦某个泵孔坏掉，整个泵腔都得换掉，维修成本很高。
发明创造内容本实用新型的目的是提供一种加工方便、维修简便的可以多通道同时工作的移液器。
本实用新型所提供的多通道移液器，包括若干个移液装置和用于固定所述移液装置的框体，所述移液装置包括针头、针筒及推杆，所述针头与针筒紧密连接，所述推杆套设于所述针筒内；所述框体的顶部设有可上下移动的压板，所述推杆的头部与压板的底面相连。
其中，所述框体包括框架及固定连接于框架上的设有若干通孔的针筒固定板；所述针筒远离针头的端口设有向外延伸的定位圈，所述定位圈位于所述框架和针筒固定板之间，所述推杆套设在所述针筒固定板的通孔中。
为了便于固定针筒，所述框架的顶面与所述针筒固定板之间还通常设有橡胶垫I，使针筒端面与针筒固定板之间有一定的缓冲作用。
所述框架的底面为设有若干通孔的导向板，所述针头或针筒穿设在导向板的通孔中，用于控制针头的方向。
所述压板包括设有若干通孔的底板和推杆固定板，所述底板和推杆固定板通过旋紧旋钮带动偏心轴转动将两块板压紧，从而固定推杆。在所述底板和推杆固定板之间还通常设有橡胶垫II。
为了能够与机械手配合使用，便于移液器的取液和移液操作，在所述压板上还设有与压板连接的压板夹具，通过该夹具将压板与机械手的W轴滑块相连接；以及连接于框体侧面的框体夹具，该框体夹具与机械手的W轴基座相连接，通过控制机械手滑块的运动使框体和压板作相对运动，从而实现吸取液体和推出液体的操作。
本实用新型移液器移液装置的数量可以根据实际需要进行调整，可以选择4、8、12、24、96等。
本实用新型所提供的多通道移液器各移液装置相互独立，可以单独从移液器上取出，一旦某一移液装置发生故障，可以很方便的将其替换，而不需要更换其他移液装置，拆装方便，便于维修，能大大降低维护成本；所采用的移液装置加工简单，能避免使用加工精度要求相当高的泵孔，能大大降低移液器的加工难度和成本；另外，对各移液装置可以进行简单的比较筛选，去掉移液量差异大的移液装置，从而保证各通道间移液量的一致性。在使用时可以很方便地将本实用新型与机械手连接，通过操纵机械手来控制移液器的吸液、排液以及位移等动作，从而实现移液器多通道同时、自动工作。本实用新型多通道移液器组装便捷，加工难度低，维护成本低廉，同时还具有移液精度高的优点，采用经加工后的100μl微量进样器作为移液装置时，单通道多次转移10μl的50％DMSO可以达到±6％的准确度和4％的cv值。
图1为多通道移液器的结构示意图；图2为多通道移液器的移液装置结构示意图；图3A为多通道移液器的框体的结构示意图；图3B为多通道移液器的框体的整体图；图4为多通道移液器的压板的结构图；图5为压板和压板夹具之间的安装图；图6为框体和框体夹具之间的安装图；图7为多通道移液器吸液时框体和压板间的位置关系图；图8为多通道移液器安装在机械手上各部分的运动和连接关系图。
具体实施方式
实施例1、96通道移液器如图1所示，本实施例的96通道移液器按12行8列，间距为9mm的阵列排列，该移液器由压板16，框体17，和压板夹具18与框体夹具19等四个部分组成，通过两个夹具可以将该移液器连接到机械手上。
如图2所示，移液器的每个移液装置由针筒1，固定于针筒1上的针头15，和推杆2三部分构成，在针筒远离针头的端面还有一个定位圈14，以方便针筒的固定。另外，该移液装置也能通过对普通微量进样器进行简单加工得到，例如，将微量进样器末端的手持端磨掉，然后粘接上一个不锈钢定位圈14即可，该定位圈的外径大于框架5上的各个安装孔径，每个针筒和其推杆构成移液器的一个移液通道。
图3A是框体的结构示意图，图3B是框体的整体图。如图3所示，本实施例框体17由框架5、导向板6、针筒固定板3、橡胶垫I4等几部分组成，框架5的顶面、导向板6、针筒固定板3和橡胶垫I4上都有96个通孔，针筒1并排安装在框架5上表面通孔中，其上端面用橡胶垫I4和针筒固定板3覆盖、固定。另外，橡胶垫I4和针筒固定板3还设有螺钉7的安装孔，可用螺钉使之固定在框架5上组成框体。
如图4所示，在本实施例中，压板由推杆固定板8，设有通孔的橡胶垫II9和底板10，以及带有偏心轴的压紧旋钮I11组成。推杆2穿过底板10和橡胶垫II9，其头部位于推杆固定板8和底板10之间，通过旋紧旋钮I11带动偏心轴使两块板间产生压紧力将推杆2固定于压板上。
如图5所示，压板夹具18位于压板上表面，两者通过夹具底板上的安装孔用螺钉连接，压板夹具18立板上的安装孔用来和机械手W轴滑块连接。
如图6所示，框体夹具19装于框体侧面，将框体放入夹具中，旋转旋紧旋钮II13，通过旋钮和框架间的压紧力即可将框体固定。框体夹具的背面有安装孔，用于和机械手W轴基座相连。
图7为移液器吸液时压板和框体间的位置关系图，显示通过推杆与针筒的相对运动吸取液体。
实施例2、96通道移液器与机械手的组装及操作携带本实用新型多通道移液器实现移液操作的机械手由四个运动轴单元组成。其中，X和Y轴在水平面内运动，运动方向互成90度；Z轴沿竖直方向运动；W轴连接在Z轴的滑块上，在Z轴滑块的带动下，相对Z轴基座作上下相对运动；移液器的框体和压板分别与W轴的基座和滑块相连，在W轴滑块的带动下，压板相对于框体上下运动，从而实现移液操作。
图8为本实用新型多通道移液器装在机械手上各部分的运动和连接关系图。通过控制机械手滑块上下滑动，使压板中的96个推杆2相对于框体中的96个针筒1分别作相对运动，从而实现吸取液体和推出液体操作。
实施例1中所描述的96通道移液器可以按如下过程进行组装1)先将压板夹具18和框体夹具19分别固定在机械手W轴的滑块和基座上，调整各自安装面的水平；2)将导向板6固定在框架5下端面，然后，将96个针筒1分别放在框架5的96个孔内，接着将针筒固定板3和橡胶垫I4放于框架5上，并使其上各自96个孔分别和各个针筒的内孔对应，通过螺钉7将针筒固定板3、橡胶垫I4固定在框架5上，形成框体。将组装好的框体放入到框体夹具19中，旋动旋钮II13将其固定；3)将底板10和橡胶垫II9放到针筒固定板3上，并使各自的96个孔互相对应；将96个推杆2穿过底板10和橡胶垫II9放入针筒1的内孔中，抬高底板10和橡胶垫II9，以使96个推杆2在96个针筒1中保持自由的竖直状态；然后，将推杆固定板8安装进来，使底板10和橡胶垫II9穿过推杆固定板8的槽，旋转旋钮I11将96个推杆的头部压紧固定组成压板；
4)最后，将压板和压板夹具18用螺钉连接起来，并使推杆固定板8处于水平状态。
进行移液操作时，在运动程序控制下，通过机械手X，Y，Z轴运动将移液器移动到源板位置，并将各移液通道的针头插入到液面中，向上移动W轴滑块，各推杆相对各针筒向上运动，将液体吸入通道中；移动机械手X，Y和Z轴，将移液器移动到目标板位置，向下移动W轴滑块，各推杆相对各针筒向下运动，即可将液体从通道排出到目标孔中；之后将移液器移动到清洗位置，反复向上、向下移动W轴滑块，使清洗液不断进出通道，从而清洗移液器各通道；重复上述步骤即可实现多次移液操作。
进行移液操作时，可以将从源板吸取的液体排到一个目标板的一组位置，也可以排到多个目标板或者一个目标板的多个位置。
权利要求1.一种多通道移液器，包括若干个移液装置和用于固定所述移液装置的框体，其特征在于所述移液装置包括针头、针筒及推杆，所述针头与针筒紧密连接，所述推杆套设于所述针筒内；所述框体的顶部设有可上下移动的压板，所述推杆的头部与压板的底面相连。
2.根据权利要求1所述的多通道移液器，其特征在于所述框体包括框架及固定连接于框架上的设有若干通孔的针筒固定板；所述针筒远离针头的端口设有向外延伸的定位圈，所述定位圈位于所述框架和针筒固定板之间，所述推杆套设在所述针筒固定板的通孔中。
3.根据权利要求2所述的多通道移液器，其特征在于所述框架的顶面与所述针筒固定板之间还设有橡胶垫I。
4.根据权利要求2或3所述的多通道移液器，其特征在于所述框架的底面为设有若干通孔的导向板，所述针头或针筒穿设在导向板的通孔中。
5.根据权利要求1或2或3所述的多通道移液器，其特征在于所述压板包括设有若干通孔的底板和推杆固定板，所述底板和推杆固定板籍带偏心轴的旋紧旋钮连接。
6.根据权利要求4所述的多通道移液器，其特征在于所述压板包括设有若干通孔的底板和推杆固定板，所述底板和推杆固定板籍带偏心轴的旋紧旋钮连接。
7.根据权利要求5所述的多通道移液器，其特征在于所述底板和推杆固定板之间还有橡胶垫II。
8.根据权利要求1或2或3所述的多通道移液器，其特征在于所述压板上部还设有压板夹具。
9.根据权利要求1或2或3所述的多通道移液器，其特征在于所述框体的侧面设有框体夹具。
10.根据权利要求8所述的多通道移液器，其特征在于所述框体的侧面设有框体夹具。
专利摘要本实用新型公开了一种多通道移液器，目的是提供一种加工方便、维修简便的可以多通道同时工作的移液器。本实用新型所提供的多通道移液器，包括若干个移液装置和用于固定所述移液装置的框体，所述移液装置包括针头、针筒及推杆，所述针头与针筒紧密连接，所述推杆套设于所述针筒内；所述框体的顶部设有可上下移动的压板，所述推杆的头部与压板的底面相连。本实用新型的多通道移液器各移液通道相互独立，拆装方便，便于维修；各移液器通道加工简单，加工难度低。本实用新型结构简单，组装便捷，加工难度低，维护成本低廉，移液精度高，可以广泛用于微量生物、化学样品定量转移。
文档编号G01N35/10GK2721223SQ200420093039
公开日2005年8月31日 申请日期2004年9月3日 优先权日2004年9月3日
发明者王东, 陈任远, 邹鲲, 程京 申请人:北京博奥生物芯片有限责任公司, 清华大学