用于研磨生物样品的装置的制作方法

本发明涉及一种用于研磨生物样品的装置(单元)。

文件wo-a-2004/012851和fr-a-2872233公开了一种用于研磨生物样品的设备，包括形成用于容纳待研磨样品的管的支撑件(支架)的板和用于以进动移动(进动运动，precessionmovement)来驱动该板的装置，该板具有通过在进动移动期间描绘锥体而改变其位置的轴线。

这种设备包括用于支撑和对中管支持板的一个安装在另一个内的同心轴承，这些轴承被设置在设备(apparatus)的弹性悬置部分和承载该板的驱动轴之间。

板相对于围绕驱动轴的旋转是不可移动的，使得容纳样品的管经受高频曲线交替移动，并且使得它们容纳的样品通过与样品一起容纳在管中的微珠例如玻璃或陶瓷而被研磨和均化。

这种类型的研磨是非常有效且非常快速的，但是具有管中样品的温度相当大地增加的缺点。即使当容纳样品的管在研磨之前被冷却，在研磨结束时样品的温度仍然可以达到或超过约60°至70°的值，在该值下样品的某些特性被不可逆地改变。例如蛋白质的情况就是如此，蛋白质的活性由它们的序列和它们的三维结构二者确定，该结构通过加热被破坏。

为了纠正该缺点，文件wo2008/000962公开了一种上述类型的并且还包括用于冷却管的装置的研磨设备，该设备包括固定在设备的可折叠盖子内的钟状物和用于将冷空气引入钟状物内的装置。

这些冷却装置使得可以在研磨结束时将样品保持在零度以上的几度的温度，使得不会改变这些样品中所包含的蛋白质的三维结构。

存在能够将同一研磨设备与各种类型的管例如具有不同容积的管一起使用、同时确保每种类型的管的最大研磨效力的需要。

为此，本发明涉及一种用于研磨生物样品的装置，包括：

-具有不同容积、能够安装在研磨设备的支撑件上的至少两个管，每个管包括内部空间，该内部空间具有沿着对应的管的轴线的高度并且旨在容纳待研磨的样品，

-研磨设备，其包括能够支撑所述至少两个不同管的支撑件、用于以进动移动驱动支撑件的装置，该支撑件具有轴线，该轴线的位置通过描绘锥体而变化，每个管经受在进动移动期间由管的同一点的极限位置之间的距离在所述锥体的轴线上的投影限定的运动，

研磨装置和管设被计成成使得对于每个管而言，d/h比率在0.55到1之间，优选地在0.6到0.8之间，甚至更优选地在0.6到0.7之间。

申请人进行的研究使得可以证明这样的比率使得无论使用何种类型的管都可以保证最大的研磨效力。

应当注意，上述研究表明，在位于0.6到1之间的稳定阶段(平台)，效力是相对恒定的。优选地，选择将其放置在稳定阶段的开始处，即在最小移动(运动)处(因此，以最小d/h比率，使得可以提供最大效力)，即接近0.6。以这种方式，减少了研磨样品所需的能量，并且避免了管和设备的任何劣化。

所述至少两个管可以包括至少一个第一管，该至少一个第一管的内部容积在1到5ml之间，优选约2ml。

此外，所述至少两个管可以包括至少一个第二管，该至少一个第二管的内部容积在5到10ml之间，优选约7ml。

另外，所述至少两个管可以包括至少一个第三管，该至少一个第三管的内部容积在10到20ml之间，优选约14ml。

此外，管能够被安装在设备的支撑件中的孔口或壳体中，孔口或壳体沿着以支撑件的轴线为中心的同一圆周定位。

在这种情况下，支撑件可以包括具有不同直径的至少两个壳体或孔口。

具有不同直径的至少两个壳体或孔口可以至少部分地并置。

优选地，支撑件可以包括固定部分和相对于所述固定部分可移除的至少一个部分，该管能够保持固定至该可移除部分，以便能够通过相对于固定部分安装或撤回可移除部分而被安装在固定部分上或从固定部分中取出。

这种特征使得可以容易地抽出或装配所有的管。

支撑件可以包括第一和第二可移除部分，每个可移除部分旨在用于支撑多个相同的管，该第一可移除部分使得能够支撑某些管，而该第二可移除部分使得能够支撑不同的管。

研磨设备还可以包括锁定构件，该锁定构件包括至少一个锁定凸耳(锁定突出部)，该锁定凸耳能够在锁定构件的锁定位置中与安装在支撑件上的管的一端抵接，从而使管的承载表面保持抵靠支撑件。

每个管可以例如包括形成管的承载表面的轴环，锁定凸耳支承在管的一端，例如支承在管的盖帽上，以便使轴环保持抵靠在支撑件上。

在这种情况下，研磨设备可以包括能够将锁定构件保持在其锁定位置的抽吸装置。当致动抽吸装置时，则锁定构件位于锁定位置。相反，当停用抽吸装置时，则可以将锁定构件解锁并从支撑件中移除。以这种方式，促进锁定构件的锁定或解锁。

研磨设备可以包括支撑件可移动地安装在其上的固定框架、安装在框架上并且与所述框架一起限定至少一个外壳(enclosure)的盖子，支撑件和安装在支撑件上的管被容纳在所述外壳内，研磨设备还包括用于将冷空气引入所述外壳内的装置。

在这种情况下，盖子可以包括内壁和外壁，在内壁和外壁之间设置有隔热空间。每个壁可以具有朝框架的方向敞开的钟状物的形式。

此外，隔热空间可以容纳气体，诸如例如空气。

此外，盖子或框架可以包括垫圈，该垫圈至少部分地在盖子和框架之间的界面处提供密封，所述界面包括没有垫圈的至少一个区域，从而使空气流能够离开外壳。

最后，空气供应装置可以包括安装在盖子上的空气入口喷嘴，所述喷嘴露出外壳。

通过参照附图阅读以非限制性示例的方式给出的以下描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其它细节、特征和优点将显现，在附图中：

图1是根据本发明的装置的研磨设备的示意图，

图2是示出了支撑件和安装在支撑件上的管的两个极限位置的示意性侧视图，

图3是管的轴向截面图，

图4是根据本发明的盖子的立体俯视图，

图5是图4中的盖子的轴向截面图，

图6是特别地示出了支撑件的固定部分的研磨设备的一部分的立体图，

图7是对应于图6的视图，其中旨在支撑第一类型的管的第一可移除部分被安装在支撑件的固定部分上，

图8是对应于图7的视图，其中第一管被安装在第一可移除部分和第一固定部分中，

图9是对应于图8的视图，其中第一锁定构件被安装在第一可移除部分上并处于其锁定位置中，

图10至图12是分别对应于图7至图9的视图，示出了支撑件的第二可移除部分、第二类型的管和第二锁定构件的使用，

图13至图15是分别对应于图7至图9的视图，示出了支撑件的第三可移除部分、第三类型的管和第三锁定构件的使用，

图16是表示多次移动d时研磨的效力随上述d/h比率变化而变化的图。

图1示出了研磨设备1，其与文件fr-a-2872233中描述的研磨设备类似并且基本上包括在其周缘处携载管3并安装在轴4的端部的支撑件2，轴被驱动以实现进动移动。

轴4通过一个安装在另一个内的同心轴承系统被支撑并居中在设备1的弹性悬置部分上，轴包括由轴携载的摇杆和滚珠轴承并且在如在文件fr-a-2872233中描述的两个轴向叠置的滚珠轴承中转动。

装置1还包括由框架或固定主体6携载的盖子5，盖子5能够在打开位置和关闭位置之间枢转，在打开位置，盖子能够留出至支撑件2的畅通通道，特别是以便将管3放置在支撑件2上或移除所述管3，在关闭位置，盖子与所述框架6一起限定外壳7，在外壳中容纳有支撑件2和安装在支撑件2上的管3，以便研磨管3中所容纳的样品。锁定装置使得在样品研磨期间可以将盖子5保持在图1所示的关闭位置。

为了避免管3中容纳的样品在其研磨过程中被由玻璃、陶瓷或任何其它适合的材料制成的装在管中的微珠升至高温，研磨设备1还包括用于将冷空气引入到所述外壳7内的装置。这些装置特别包括用于产生冷空气的装置8，该装置通过隔热导管10例如通过外部管道而被连接至用于将冷空气注入到外壳7内的喷嘴9。

支撑件2更特别地包括形成圆形板的固定部分11(具体参见图6)，轴4从该圆形板处径向地从所述板11的中心延伸，轴4沿着支撑件2和板11的轴线x延伸。

图2示出了支撑件2在其进动移动期间的极限位置。在这样的移动期间，防止或限制了支撑件2绕其轴线x的旋转。然而，在这样的进动移动期间，支撑件2的轴4或轴线x沿着轴线y的锥体周期地移动。在图中所示的实施方案中，轴线y是水平的，但是也可以相对于水平线倾斜。

如果考虑管3上的点p，则移动(位移)d表示管3上的点p的所述极限位置之间的距离在所述锥体的轴线y上的投影。

图3示出了可以使用的管3的实施方案，该管包括基本上圆柱形的中空主体12，在一端敞开并且包括轴环13，该轴环在与敞开端的同一侧上向外径向延伸并且相对于所述敞开端轴向凹入。

盖子14也被拧到所述敞开端上。h表示管3的圆柱形内部空间的高度，即所述内部空间的轴向尺寸—从管3的底壁15直到盖子14的底壁16。

图4和图5示出了盖子5的实施方案，该盖子包括钟状物形式的内壁17和外壁18，它们以同心方式一个被安装在另一个内，并且在它们之间界定封闭的隔热空间19，在该隔热空间中填充有气体，诸如例如空气。

特别地，每个壁17、18包括基本上为圆柱形或截头圆锥形的侧向环形表面20和大致径向延伸或能够为凸形或凹形的底表面21。两个壁17、18的侧向表面20的自由端彼此密封地连接并且形成所谓的底部边缘22。

用于喷射冷空气的喷嘴9位于底表面21的中心并且穿过内壁17和外壁18，所述喷嘴9能够以均匀或多向的方式将空气注入到外壳7中。

垫圈23(图5)沿着底部边缘22的几乎整个长度延伸。在盖子5的关闭位置，底部边缘22和垫圈23支承在固定框架6的支撑区域上。底部边缘22包括没有垫圈23的区域24，从而使空气流能够从外壳7溢出。

图6示出了支撑件2的固定部分或板11，所述固定部分11包括在外周缘处的孔口。更特别地，固定部分包括具有第一直径的十二个孔口25和横截面具有特定轮廓的六个孔口26。这是因为孔口26由具有第二直径的中心圆形开口26a和具有第三直径的两个侧向圆形开口26b的并置或叠置而形成。每个孔口26因此包括中心部分26a和两个侧向部分26b。

在每种情况下两个孔口25均被周向地插入在两个孔口26之间，各个孔口25、26彼此偏置并且在整个圆周上均匀分布，基本上是在相同的直径上。支撑件2的固定部分11的中心部分27包括连接到被容纳在框架6中的受控抽吸泵(未示出)的抽吸喷嘴28。

图7示出了支撑件2的第一部分29a在固定部分11上的定位。第一可移除部分29a是环形的，并且包括径向表面30a，在该径向表面中设置有孔口31a，孔口的数量为24并且具有基本上与第一类型的管3a、即容积在1到5ml之间(优选地约2ml)的管3a的主体的直径对应的直径。

第一可移除部分29a还包括：

-用于相对于固定部分11成角度地定位第一可移除部分29a的装置，

-向上和/或向下延伸的正定位销32a，

-向上延伸的六个支撑销33a，用作用于锁定构件的支撑件并均匀地分布在圆周上且在孔口31a之间，

-向下延伸的四个舌状物35a，均匀地分布在圆周上并且用于支承在诸如工作表面的表面上。

第一可移除部分29a的孔口31a被设置成与孔口25以及孔口26的侧向部分26b相对。

图8示出了安装在支撑件2上的第一类型的管3a，特别是安装在可移除部分29a和固定部分11的对应的孔口25、26、31a内。

特别地，安装可以如下进行。

首先，可以将第一可移动部分29a放置在水平表面上，使得舌状物35a的自由端搁置在所述表面上。然后，可以将管3a的主体12接合在孔口25、26、31a中，直到轴环13搁置在径向表面30a上。舌状物35a的高度适于使得管3a在该步骤期间通过它们的轴环13悬置。

然后可以将通过第一可移动部分29a和第一类型的管3a形成的组件以图8所示的位置安装在支撑件2的固定部分11上。

接下来，将第一锁定构件36a定位在第一可移除部分29a上和管3a上。更特别地，第一锁定构件36a包括圆形中心部分37a，凸耳38a从该圆形中心部分径向地向外延伸。凸耳38a中的一些在它们之间界定了较宽的凹部，用于引入正定位销32a。这样，在定位第一锁定构件36a之后，检查凸耳38a是否定位成与管3a相对，更特别地与管3a的盖子14相对。

第一锁定构件36a的中心部分37a被定位成与支撑件2的固定部分11的中心部分27相对，并且更特别地，被定位成与抽吸喷嘴28相对。这样，一旦第一锁定构件36a就位，就可以启动抽吸泵，其具有将第一锁定构件36a的凸耳38a压在管3a的盖子14上的效果，使得管3a通过其轴环14保持抵接在径向表面30a上。在这种情况下，锁定构件36a的凸耳38a中的一些与销33a抵接，以便锁定支撑件2的可移除部分29a。因此，管3a在支撑件2的进动移动期间有效地保持在位，而没有损坏管3a的风险。

图10至图12示出了通过支撑件2的第二可移动部分29b以及第二锁定构件36b安装第二类型的管3b，即容积在5到10ml之间(优选约7ml)的管3b。

第二可移动部分29b因孔口31b的数量和尺寸而与第一可移动部分29a不同。因此，第二可移动部分29b包括12个孔口31b，孔口31b的直径适合于第二类型的管3b的主体12的外径。在图10所示的位置中，第二可移动部分29b的孔口31b被设置成与固定部分11的孔口25相对并且具有与孔口25相同的直径。

因此，第二锁定构件36b的凸耳38b的位置相应地适配，以便在图12所示的位置中被定位成与第二类型的管3b以及第二可移除构件29b的销33b相对。

图13至图15示出了通过支撑件2的第三可移动部分29c以及第三锁定构件36c安装第三类型的管3c，即容积在10到20ml之间(优选约14ml)的管。

第三可移动部分29c因孔口31c的数量和尺寸而与第一可移动部分29a不同。因此，第三可移动部分29c包括六个孔口31c，孔口31c的直径适合于第三类型的管3c的主体12的外径。在图13所示的位置中，第三可移动部分29c的孔口31c被设置成与固定部分11的孔口26的中心开口26a相对。

因此，第三锁定构件29c的凸耳38c的位置相应地适配，以便在图15所示的位置中被定位成与第三类型的管3c和第三可移除构件36c的销33c相对。

申请人进行了一系列测试，其目的是分析以移动d与管3的高度h的比率(d和h已经如上定义)、下文中称为比率d/h对研磨效力的影响。

为此目的，目测地评价研磨的效力。在申请人进行的研究中，将扁豆籽粒用作待研磨的样品。研磨越有效，研磨后获得的样品的颗粒越细。因此，所获得的分数随着研磨的效力增加，并且因此随着研磨后获得的颗粒的尺寸减小。

因此，图16中的图示出了随比率d/h变化的研磨效力，图上的每个点是测试的结果。在进行各种测试时，除了比率d/h之外的参数均保持基本相同(珠子的尺寸和材料、管的材料、温度、支撑件2的移动速度等)。

研究了多种移动，即特别是26mm的移动d(图上标记为d26的点)、23.5mm的移动(标记为d23的点)d、21mm的移动d(标记为d21的点)、18.5mm的移动d(标记为d18.5的点)和16mm的移动d(标记为d16的点)。

根据该研究，清楚的是当比率d/h在0.55到1之间，优选地在0.6到0.8之间，甚至更优选地在0.6到0.7之间时获得最大效力。在上述值的范围之外，研磨的效力大大降低。

将注意到，在位于0.6到1之间的稳定阶段(平台)，效力相对恒定。优选地，选择稳定阶段开始处的位置，也就是说以最小移动(因此，以最小比率d/h，使得可以提供最大效力)，即接近0.6。以这种方式，减少了研磨样品所需的能量，并且防止了对管和设备的任何损坏。

因此，对于相同的移动和位于同一圆周上的孔口和管3，有必要使用具有所述高度h的类型的管3a、3b、3c。