具有双重锥度的移液系统尖端的制作方法

本发明涉及如下项的领域：多通道移液系统(例如称为机器人的自动移液系统)、和单通道或多通道取样移液器(也称为实验室移液器)、或用于液体进入容器中的校准取样和引入的排气式液体转移移液器。这种移液器，无论它们是手动的、马达驱动的还是混合动力的，在取样和液体分配操作期间都是由操作者手持。

本发明更具体地涉及这些移液系统的尖端的设计，该尖端用于承载形成消耗元件的取样锥体。

背景技术：

在现有技术中，多通道取样移液器是已知的，其具有如下类型的设计：集成形成手柄的本体以及下部分，下部分在其末端具有多个取样锥体承载尖端，该尖端的已知功能是承载还称为消耗品的取样锥体。

在传统的移液器上，每个尖端包括两个用于固持锥体的环形部分，每个环形部分在尖端的外表面上形成突起，并且沿着尖端的轴向方向彼此间隔开。呈突起形式的上固持部分主要实现了通过摩擦力固持锥体的功能并限制锥体引入到尖端中。下部分虽然也有助于固持锥体，但是也实现了取样锥体和尖端之间的密封功能。这两个固持部分一起确保尖端和锥体的定中心。

这种设计是数十年来形成于移液器中的设计。

然而，最近提出了一种新的设计，该设计的目的是加强压配锥体的操作的人体工程学。文献fr3026658中限定了该设计。该设计提供了位于尖端上的唇式密封件以确保与取样锥体的密封，以及提供了用于固持锥体且布置在密封件的两侧上的两个部分。因此，锥体和尖端之间在两个固持部分的水平处的接触力可能较弱，因为这些部分不再用于获得密封。因为唇式密封件具有固有的柔韧性，锥体的压配力有利地被减小，并且受到锥体和唇式密封件之间的配合的影响较小。出于信息目的，采用这种设计，穿过尖端的约5n的轴向压配力证明足以获得每个多通道移液器锥体的密封和正确固持。例如，在多通道八个尖端的移液器上，用约为40n的轴向压配力可获得足够的结果。

因此，压配锥体的操作更符合人体工程学，从而限制了操作者的肌肉骨骼疾病(troublesmusculo-squelettiques，tms)的风险。

因此，该设计具有将专用于通过摩擦力对锥体进行机械固持的尖端装置与专用于获得由唇式密封件形成的密封的尖端装置分离的特征，其中，唇式密封件的唇部的弯曲力大大小于传统o形圈的压缩力。

此外，通过使两个固持部分轴向地偏移，这确保了长时间的定中心，此外还确保了取样锥体的最佳的侧向固持，该侧向固持能够抵抗在移液操作期间并在操作移液器的期间可能遇到的径向应力。最后，在这两个突出的固持部分之间插入密封件(换句话说，在尖端的外表面上形成凸起)的动作提供了尖端的轴向长度的优化。

鉴于以上表述，应注意，文献fr3026658的解决方案对减小压配力/弹出力、同时即使在锥体被施加应力时也保证锥体的密封和机械强度的需求作出了响应。例如，这种机械应力在操作者进行“舔移”运动期间产生，在该运动期间，锥体的末端刮擦轴的内表面，以便转移可能通过毛细管作用被保留在消耗品的末端处的最后一滴液体。在这种情况下，重要的是保持每个锥体的机械强度，以便尤其是在接续轴上进行刮擦期间使锥体保持彼此平行。

还应注意，为了在不增加压配力的情况下促进取样锥体的套环的径向变形，如文献fr3026658中也提到的，可以使用彼此间隔开的特定元件来制造环形固持部分。因此，所涉及的技术能够在不增加压配力的情况下增强锥体的机械强度。

通常，文献fr3026658的解决方案是基于布置在用于固持/机械保持取样锥体的两个区域之间的密封件的存在的，该取样锥体应用于单通道移液器，即使它对于多通道移液器具有特定的益处。

在任何情况下，为了受益于上述优点，仍然需要优化移液器尖端，同时扩大尖端与不同类型的消耗品、特别是与在市场上可购得的取样锥体上遇到的具有不同套环锥度的消耗品的兼容性。此外，这种需求类似地存在于也用于与不同形状的消耗品一起工作的机器人中。

技术实现要素：

为了至少部分地满足这种需要，本发明的目的首先是用于移液系统的下部分的取样锥体承载尖端，该尖端具有落入第一虚拟平面中的纵向轴线。

根据本发明，尖端沿着其纵向轴线从底部到顶部接续地包括从尖端的外表面径向向外突出的如下项：

-第一元件的第一组，所述第一元件用于保持取样锥体并且沿着尖端的第一环形区域彼此间隔开，所述第一保持元件中的两个被布置在与第一虚拟平面正交的第二虚拟平面中并且限定出称为第一最大外直径的更大的外直径；

-第二元件的第二组，所述第二元件用于保持取样锥体并且沿着尖端的第二环形区域彼此间隔开，所述第二保持元件中的两个被布置在所述第二虚拟平面中并且限定出称为第二最大外直径的更大的外直径；

-第三元件的第三组，所述第三元件用于保持取样锥体并且沿着尖端的第三环形区域彼此间隔开，所述第三保持元件中的两个被布置在所述第二虚拟平面中并且限定出称为第三最大外直径的更大的外直径。

另外，尖端还承载有布置在尖端的第一环形区域和第三环形区域之间的垫圈。

最后，一方面，第一最大外直径与第二最大外直径不同，以便一起限定出具有第一锥度的第一尖端部分，另一方面，第二最大外直径与第三最大外直径不同，以便一起限定出具有第二锥度的第二尖端部分，第二锥度小于第一锥度。

本发明值得关注的，因为本发明能够限定出两个尖端部分，这两个尖端部分在轴向上彼此接续并因此具有可以适配于多种取样锥体的不同的锥度。根据其几何形状，锥体因此将由保持元件的第一组和第二组或者保持元件的第二组和第三组通过摩擦力而被保持，同时与密封件配合以确保密封。在任何情况下，锥体的通过摩擦力产生的双重机械保持尤其是在由操作者执行的“舔移”运动期间确保了锥体的满意的固持。

由于本发明，使用这种尖端的范围被广泛地扩大，而没有在取样锥体的固持、对准和密封上妥协，也没有在尖端和锥体之间的联接期间待产生的压配力的强度上妥协。

本发明的目的还在于移液系统的下部分，该下部分包括至少一个这样的取样锥体承载尖端。

该下部分可用于单通道移液系统，因此包括一个单个取样锥体承载尖端。

替代地并且优选地，移液器的下部分用于多通道移液系统，并且包括多个取样锥体承载尖端，该多个取样锥体承载尖端具有落入所述第一虚拟平面中的纵向轴线。

本发明具有以下任选的单独或组合采用的特征中的至少一个。

第一组的除了所述限定出第一最大外直径的两个第一保持元件之外的第一保持元件被定位成径向向内且远离由所述第一最大外直径限定的第一虚拟圆。这种非轴对称设计使得能够使用限定出第一最大外直径的两个第一保持元件来使非圆形锥体的套环变形。由此有利地产生了使用尖端的范围的甚至增加更多的扩大。

在这种情况下，例如，除了所述限定出第一最大外直径的两个第一保持元件之外，确保限定出一个或多个第一直径的一对或多对第一保持元件，该第一直径小于第一最大外直径，其中至少一个较小的第一直径位于所述第一虚拟平面中。这使得锥体的套环能够发生大致椭圆形变形，以增加使用尖端的范围，从而能够适配于不同锥度的套环。

类似地，第三组的除了所述限定出第三最大外直径的两个第三保持元件之外的第三保持元件被定位成径向向内且远离由所述第三最大外直径限定的第三虚拟圆。在此还优选地提供了，除了所述限定出第三最大外直径的两个第三保持元件之外，第三组还包括限定一个或多个第三直径的一对或多对第三保持元件，该第三直径小于第三最大外直径，其中至少一个较小的第三直径位于所述第一虚拟平面中。

优选地，第二组的第二保持元件位于由所述第二最大外直径限定出的第二虚拟圆上。然而，针对第二组，可以采用诸如以上针对第一组和第三组限定的非轴对称解决方案，而不脱离本发明的范围。

然而，在轴对称解决方案中，优选地使得除了所述限定出第二最大外直径的两个第二保持元件之外，第二组还包括限定出一个或多个另外的第二最大外直径的一对或多对第二保持元件，其中，至少一个第二最大外直径位于所述第一虚拟平面中。

优选地，第一锥度在3°到4.5°之间，并且第二锥度在2°到3.4°之间。

优选地，对于多通道移液系统，尖端的数量在2到16之间，更优选地，在8到12之间。

为了限制压配力，垫圈优选为唇式密封件。然而，垫圈可以是o形圈，而不脱离本发明的范围。

本发明的目的还在于一种移液系统，该移液系统包括如上文所限定的下部分，所述移液系统是手动式、马达驱动式或混合动力式取样移液器，或者该系统是称为机器人的自动移液系统。

最后，本发明基于一种组件，该组件包括这种移液系统以及至少一个取样锥体，该取样锥体安装在尖端上并通过与第一保持元件和第二保持元件的摩擦力或与第二保持元件和第三保持元件的摩擦力而保持在尖端上。

本发明的其他优点和特征将出现在下面的非限制性的详细描述中。

附图说明

将对附图进行描述，在附图中

-图1示出了根据本发明的排气式多通道取样移液器的前视图；

-图2示出了在压配取样锥体之前图1中所示的移液器的尖端中的一个的局部放大纵向截面图；

-图3a至图3c示出了沿图2中的线iiia-iiia至iiic-iiic截取的横向截面图；

-图4是类似于图2的视图，其中已示出了锥体尖端组件处于工作位置和具有第一锥度的锥体；

-图5a和图5b示出了沿图4中的线va-va和vb-vb截取的横向截面图；

-图6是类似于图2中的视图，其中已示出了锥体尖端组件处于工作位置和具有第二锥度的锥体；

-图7b和图7c示出了沿图6中的线viib-viib和viic-viic截取的横向截面图；和

-图8示出了根据本发明的单通道取样移液器的透视图。

具体实施方式

首先参考图1，根据本发明的优选实施例，示出了多通道取样移液器1。然而，本发明不限于多通道移液器，而是类似地应用于称为“单通道”的移液器，例如图8中所示的移液器。

手动的或马达驱动的排气式移液器1包括在上部分中的形成手柄2的本体，以及也是本发明主题的下部分4，下部分在其下端部集成有移液器取样锥体承载尖端6，消耗品的锥体8旨在压配在该尖端上。每个锥体8及其相关的尖端形成也是本发明特有的组件。

取样锥体承载尖端6沿着移液系统的侧向方向或者移液器侧向方向(由箭头10表示)彼此间隔开。每个尖端6具有也称为中心轴线的纵向轴线7，该纵向轴线与方向10正交。所有的纵向轴线7是平行的并落入与方向10相平行的第一虚拟平面p1中。此外，图1中已示出了第二虚拟平面p2，该第二平面p2与第一平面p1正交并且平行于移液器14的纵向中心轴线。

随后，将考虑到的是，第一虚拟平面p1和第二虚拟平面p2在每个尖端6处相关联，第二虚拟平面p2在所讨论的尖端的纵向轴线7的水平处被截取。在平面p2中，也涉及方向15，用于在称为“舔移(léchage)”的运动期间由操作者移动移液器，在该运动期间移液器逐渐移动到板的轴的连续轴线的上方，以在此分配预先被取样在移液器中的液体。在这方面，应注意，尖端6的数量优选地在8到12之间，并且所使用的板同样具有多排轴，以及例如适配于达到384个轴的多个线。

每个尖端6具有通孔12，该通孔在其上端部与抽吸腔(在图1中不可见)连通，并且在其下端部具有取样锥体8。通孔12定中心于其相关的尖端上，换句话说，定中心于尖端的纵向轴线7上，其中被压配的锥体8也定中心于该纵向轴线上。

如本领域技术人员所知，下部分4优选地螺纹安装在形成手柄的本体2上。以已知的方式，下部分4包括由可移除的外盖17覆盖的固定本体16，和在下部分的下端部的尖端6。该下部分4的可移动内部部件是常规的，将不被进一步限定。该可移动内部部件尤其涉及平行于轴线14的多个活塞，并且每个活塞与尖端6相关联。

本发明的一个特征在于下部分4的设计，尤其是下部分的尖端6的设计，将在示出优选实施例的图2至图3c中详细描述尖端中的一个。移液器的其他尖端6具有相同或相似的设计，应提醒的是，所有的尖端是平行的并落入第一假想平面p1中。

尖端6在其下端部具有朝向底部变窄的总体圆柱形或截头形状的外表面20。

通常，尖端配备有四个区域，该区域用于与其可能接纳的锥体配合，这些区域沿纵向轴线7彼此间隔开。

尖端首先涉及用于通过摩擦力保持取样锥体的元件的三个组。最下面的组是第一组，第一组包括第一保持元件，第一保持元件被布置成从表面20的第一区域20-1径向向外突出并且彼此周向间隔开。在此，第一组涉及四个第一保持元件，其中两个第一保持元件24-1a被布置在第二虚拟平面p2中并且限定出称为第一最大外直径dmax1的更大的外直径。该直径dmax1限定定中心于轴线7上的第一虚拟圆c1，并且另外两个第一保持元件24-1b被包含在该第一虚拟圆内部并径向远离该第一虚拟圆。两个元件24-1b一起形成限定出第一较小直径dinf1的对，该第一较小直径具有比直径dmax1的尺寸更小的尺寸。该直径dinf1与直径dmax1正交，并且位于第一虚拟平面p1中。

应说明的是，在图中，为了清楚起见，已主动放大了保持元件。实际上，存在具有约0.2mm至0.7mm的小的高度h的简单凸起，该高度h对应于从外表面20突出的距离。

然后，提供了第二组，第二组包括第二保持元件，第二保持元件从表面20的第二区域20-2径向向外突出并且彼此周向间隔开。在本文中，第二组涉及四个第二保持元件，其中两个第二保持元件24-2a被布置在第二虚拟平面p2中并且限定出称为第二最大外直径dmax2更大的外直径。该直径dmax2限定定中心于轴线7上的第二虚拟圆c2，另外两个第二保持元件24-2a也位于该第二虚拟圆上。该另外两个元件一起形成限定了位于第一虚拟平面p1中的另一第二最大外直径dmax2的对。因此，两个最大外直径dmax2具有相同的尺寸，并且更一般地，所有的第二保持元件24-2a落入同一第二虚拟圆c2中。

尖端上的最高的组是第三组，第三组包括第三保持元件，该第三保持元件从表面20的第三区域20-3径向向外突出并且彼此周向间隔开。在本文中，第三组涉及四个第三保持元件，其中两个第三保持元件24-3a布置在第二虚拟平面p2中并且限定出称为第三最大外直径dmax3的更大的外直径。该直径dmax3限定定中心于轴线7上的第三虚拟圆c3，另外两个第三保持元件24-3b被包含在该第三虚拟圆内部并且径向远离该第三虚拟圆。两个元件24-3b一起形成限定出第三较小的直径dinf3的对，该第三较小的直径dinf3具有比直径dmax3的尺寸更小的尺寸。该直径dinf3与直径dmax3正交且位于第一虚拟平面p1中。

此外，用于与锥体配合的第四区域由环形垫圈26构成，该环形垫圈被容置在尖端的外表面20的凹部28中。优选地，第四区域涉及唇式密封件26，以减小压配力，该密封件位于第一组和第二组之间。替代性地，密封件26可以布置在第二组和第三组之间，而不脱离本发明的范围。

唇式密封件26具有一个或多个唇部，优选地具有单个唇部。唇部具有从密封件的环形基部朝向顶部扩口的截头形状。环形基部和唇部优选地由epdm型弹性体材质同时具有40至100的肖氏a硬度的单个部件制成。

在非约束状态下，唇式密封件26具有例如约4mm的外直径。

第一最大外直径dmax1小于第二最大外直径dmax2。第一最大外直径和第二最大外直径由于其尺寸的不同而一起限定了尖端的第一纵向部分6a，该第一纵向部分定中心于轴线7上并具有由图2中标记为con1的线示意性地示出的第一锥度。类似地，第二最大外直径dmax2小于第三最大外直径dmax3。第二最大外直径和第三最大外直径由于尺寸的不同而一起限定了尖端的第二纵向部分6b，该第二纵向部分邻近于第一部分6a并且也定中心于轴线7上。第二部分6b本身具有由在图2被标记为con2的线示意性示出的第二锥度，该第二锥度小于第一锥度。

例如，第一锥度con1在3°到4.5°之间，而第二锥度con2在2°到3.4°之间。

因此，根据待压配的锥体的套环8a的锥度，该锥体将具有由保持元件的第一组和第二组或者由保持元件的第二组和第三组通过摩擦力而固持的内表面。在任何情况下，摩擦力保持将使用彼此轴向间隔开的两个组来实现，用以实现令人满意的机械固持，并且用以保持多通道移液器的不同尖端上所存在的锥体之间的定中心和平行度。

密封本身表示通过专用密封件26单独实现的功能。

现在，参考图4至图5a′，示出了尖端6和锥体8之间的配合的不同示例，该锥体8具有适配于由第一保持元件和第二保持元件限定出的第一锥度con1的锥度。在图4中，锥体上具有的箭头示出了锥体在舔移运动15期间其端部在板40的轴42上的刮擦时所受到的力。

因此，图4示出了一方面的第一元件24-1a与锥体的套环的截头内表面之间的接触和另一方面的第二元件24-2a与该同一内表面之间的接触。在该第一示例中，锥体的尺寸使得其在第一组的水平处的保持唯一地由两个第一元件24-1a实现，因为与另外两个第一元件24-1b不接触。在图4和图5a中示出了该示例。另外，由于第二组的轴对称特性，第二组在其每个保持元件24-2a与套环的内表面之间建立接触，如图5b所示的。

在图5a′所示的另一个示例中，较大的锥体8在尖端6较深地伸入锥体期间因为第一元件24-1a的抵接而变形，该变形具有大致椭圆形的特征，导致其他元件24-1b与锥体的内表面接触。

现在，参考图6至图7c，示出了尖端6和锥体8之间的配合的不同示例，该锥体8具有适配于由第二保持元件和第三保持元件限定的第二锥度con2的锥度。

图6示出了一方面的第二元件24-2a与锥体的套环的截头内表面之间的接触和另一方面的第三元件24-3a与该同一内表面之间的接触。在该示例中，锥体的尺寸使得其在第三组的水平处的保持唯一地由两个第三元件24-3a实现，因为与另外两个第三元件24-3b不接触。在图6和图7c中示出了该示例。另外，由于第二组的轴对称特性，第二组在此也在其每个保持元件24-2a与套环的内表面之间建立接触，如图7b中所示的。

在图7c′所示的另一个示例中，较大的锥体8在尖端6较深地伸入锥体中期间因为第三元件24-3a的抵接而变形，该变形具有大致椭圆形的特征，导致其他第三元件24-3b与锥体的内表面接触。

当然，本领域技术人员可以对刚已限定的仅作为非限制性示例的本发明进行各种修改。特别地，本发明等同地或类似地应用于也称为机器人的自动移液系统的尖端。