用于多通道排气移液管的液体端组件的制造方法与工艺

本发明涉及液体处理移液管，并且更具体地涉及能够操作以同时测量和转移多个基本相同的小体积液体的手持式多通道排气移液管。

背景技术：
手持式多通道排气移液管是众所周知的，并且几十年来在实验室设置中已经是普遍现象。此类移液管对于例如微管和多孔板之间的液体样品的快速、方便转移是特别有用的。通常，多通道移液管具有以一或多个均匀间隔排布置的多个喷嘴，并且喷嘴经配置接收与单通道手持式移液管上使用的尖端类似或相同的一次性移液管尖端。对于传统多通道移液管配置的示例，参见第4,779,467号美国专利，所述专利如同进行了完全阐述一样在此以引用的方式并入。因为多通道移液管由实验室工作人员如此频繁地处理，且通常在长的不间断时间段内使用，所以人机工程学的考虑事项是重要的。然而，为了保持准确性和可靠性，通常做出一些权衡(tradeoff)。多通道移液管通常是不舒适地大和重，其中精密金属部件用于确保准确性、一致性和耐久性。此类金属部件不仅重，而且由于组装所必要的劳动密集型过程而往往使得制造成本昂贵。通道至通道一致性是多通道移液管的一项重要品质。意想不到的变化可导致实验异常或其他差的结果。因此，如上所述，用体积庞大且笨重的部件制作的多通道移液管已被证明是可靠的科学工具。然而，在一些情况下，这个重量在长的使用时间段内可以导致疲劳。因此，需要一种避免现有技术的限制的可调节多通道移液管。此类移液管将包括有利特征，如可靠、精确、能够精确测量液体且重量轻的紧凑设计。在保持易于组装和维修以及提供优良的通道至通道体积测量一致性和性能的同时，实现这些特点和特征。

技术实现要素：
根据本发明的手持式多通道排气移液管用更小、重量更轻的替换物替换传统多通道移液管的许多体积庞大且笨重的金属部件。传统多通道移液管的液体端部分通常包括金属推杆、多个抛光金属活塞和其他金属部件。这些部件通常由不锈钢制成，所述不锈钢是一种提供优良的抗腐蚀性和耐磨损性但相当致密和重的材料。根据本发明的多通道移液管用模制塑料对应物替换不锈钢推杆和各种其他部件，而不显著地牺牲可靠性、准确性或精确性。多通道移液管中的推棒是一种将通常由按钮手动控制的单个柱塞杆的移动转换成多个并行活塞的对应相等移动。经由追踪单个不锈钢导轴的轴承引导并保持根据本发明的多通道移液管中的推棒并行，以确保通道至通道的一致性；将该导轴做成中空的，以进一步减轻重量。与通常为此目的而使用个别弹簧的传统多通道移液管相比，活塞的头端通过小而轻的不锈钢弹簧夹保持在推棒中。这些夹子减小或消除活塞和推棒之间的轴向间隙，并自动保持和帮助集中活塞。如同传统手持式多通道移液管一样，多个圆筒安装在壳体内，其中每个圆筒经由推棒接收排气活塞，所述排气活塞响应柱塞杆的移动而安装用于在其中轴向移动。每个圆筒耦接到带有打开端的喷嘴，所述打开端从壳体的底壁延伸。如在传统移液管中，喷嘴用于安装和释放一次性移液管尖端。在根据本发明的多通道移液管中，喷嘴和排气圆筒也由模制塑料制成。一旦壳体已经打开，模块化配置在必要时就允许喷嘴、圆筒、密封件和活塞的简单的无需工具的移除和替换。该模块化结构促进简单的制造和大大改进的维修。模制部件也通过减少对圆筒、活塞、推杆和推棒组件中较重的精密机械加工金属部件的需要来大大地减轻重量。根据本发明的多通道移液管还包括推杆和推棒之间的柔性接口。该柔性接口允许由较小制造变化或移液管主体和柱塞杆之间的附接不准确性以及那些部件与推杆在多通道移液管液体端内的连接而引起的推杆中的某个径向(即成角度的)间隙。然而，轴向间隙被最小化。由于柔性接口，推棒能够在允许推杆的小径向成角度的偏移同时保持并行并集中在导轴上，以确保通道至通道的一致性、准确性和精确性。附图说明从下面的详细描述和附图看，本发明的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中：图1是根据本发明的包括主体和液体端的示例性完整手持式多通道移液管的外部视图；图2是图1的手持式多通道移液管的示例性液体端部分的视图，其中其壳体和尖端喷射器的一部分被移除，从而允许看到内部部件；图3是图2的液体端部分的剖视图；图4是图2的液体端部分的实施例的推杆、推棒、活塞和圆筒组件的第一实施例的分解图；图5是根据本发明的移液管的液体端部分的实施例的活塞和圆筒组件的第二实施例的分解图；图6a-6d示出用于在根据本发明的示例性移液管的液体端中将推杆连接到推棒的柔性插接式接头的操作；图7示出用于将活塞保持在根据图4的推棒内的示例性弹簧夹；以及图8以示意图形式示出图7的弹簧夹如何将活塞保持在根据本发明的移液管的实施例中的推棒内。具体实施方式现在参照详细说明性实施例描述本发明。将显而易见的是，根据本发明的多通道排气移液管可以以各种形式实施。因此，本文公开的具体结构和功能细节是代表性的且不限制本发明的范围。首先参照图1，示出了根据本发明的手持式多通道移液管110的概述图示。移液管110包括可手持的主体112，其包含体积调整机构和可朝向主体轴向移动的柱塞按钮114。在所示的移液管110中，随着通过向柱塞按钮施加压力来操作该柱塞按钮，此移动通过柱塞杆116(大部分在主体的内部)转移到液体端组件120。在公开的实施例中，液体端组件120包括相对低轮廓的壳体122。壳体122包括后部分128和前部分129，前部分129可从后部分128拆卸以露出液体端组件120的内部部件用于制造或维修，如将在下面进一步详细地举例说明和描述。一种形式的示例性手动移液管的操作在洪贝格(Homberg)的题为“ManualPipettewithMagnetAssist(用磁铁帮助的手动移液管)”的第5,700,959号美国专利中进行说明，所述美国专利如同在本文中进行了完全阐述一样在此以引用的方式并入。柱塞按钮114朝向其由移液管的体积设置限定的最高位置进行弹簧偏置。如在洪贝格(Homberg)的专利中所说明，用户将柱塞按钮114朝向限定原始位置的软止动件按压，并在分配流体同时越过原始位置到喷出(blowout)位置。虽然图1示出手动移液管，但是将认识到还可以使用电子控制的马达驱动移液管。在此类情况下，柱塞杆116响应来自嵌入式处理器的控制而轴向地驱动。如图所示，液体端组件120包括以一排布置的八个突出喷嘴130。如上所述，目前可用的是传统形式的在单个排中具有六个、八个或十二个喷嘴或者在每排八个或十二个的两排中具有十六个或二十四个喷嘴的移液管。在本文将详细讨论采用单个排八个喷嘴的本发明的实施例，但是所公开的发明可适用各种配置的多通道移液管。在操作中，可更换的移液管尖端可以且通常附接到喷嘴130中的每个，例如，如在凯利(Kelly)等人的第6,168,761号美国专利中所述，所述美国专利如同在本文中进行了完全阐述一样在此以引用的方式并入。当移液管110如上所述操作时，通过操纵柱塞按钮114来通过移液管尖端吸出和分配流体，空气可以从圆筒并从喷嘴排出，从而如用户所期望那样驱动液体流入或流出附接的移液管尖端。液体端组件120包括通过按压喷射器按钮118(在移液管的主体112上)制动的尖端喷射器124，其在液体端组件的近端处通过在移液管主体112内部的机构将到尖端喷射器124的力转移到喷射器套筒126。喷射器套筒126经由邻近套筒126的喷射器124的凸出上端134将其轴向移动转移到尖端喷射器124。当按压喷射器按钮118时，使尖端喷射器124轴向地移动，从而推开当时安装在喷嘴130上的任何尖端。当释放喷射器按钮118时，喷射器124被弹簧偏置回到其邻近壳体122的静止位置，从而允许安装新尖端。在公开的实施例中，壳体122和移液管主体112的外部部分由合适的刚性聚合物诸如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸酯的共混物制成。现在参照图2，示出了图1的液体端组件120，其中壳体122的前部分129(图1)被移除以露出液体端组件120的内部部件。图2中所示和本文所述的示例性液体端组件经设计允许容易地移除前部分129，以维修主要锚定到壳体122的后部分128的内部部件。因此，液体端组件120仍然可操作，并且可以通过移除前部分129来观察和检查。为了将前部分129和后部分128附接在一起，后部分128包括经布置与前部分129上的对应特征部互锁的多个L形特征部212和214。为了将前部分129附接到后部分128，前部分129(图1)放置在后部分128之上并滑动到适当位置，从而使L形特征部212和214与前部分129上的对应特征部互锁；然后紧固螺钉216，以防止所述部分128和129滑动分开。螺钉216和L形特征部212和214配合地作用，以保持壳体212围绕其整个周边闭合。为了将前部分129从后部分128移除，移除螺钉216并将所述部分滑动分开。这被认为是特别有利的组装方法，从而导致组装和拆装方便且重量轻。在前部分129和后部分128之间以及在液体端组件120的各种部件之中的附接的其他配置和方法当然是可能的，并且符合本发明的范围。在公开的实施例中，耦接螺母210将液体端组件120附接到移液管110的主体112(图1)。耦接螺母210容易从移液管主体112的螺纹远侧部分拧紧和拧开。推杆218从液体端组件120的近端突出。推杆218在其近端处包括杯状容器220，其适于与从移液管主体112中的柱塞杆116延伸的圆形邻接远端部分耦接。偏置弹...