专利名称：吸取装置的制作方法
技术领域：
本发明的目的是一种吸取装置，旨在对液体分配、转移、稀释、滴定、混合或这些全部组合或部分组合，例如一种机械或电子移液管，包括壳体和连带的末端部分，其开口端反向于壳体用于可拆卸地附加一围起样品室的管头以容纳液体试样，在此，吸取装置的末端部分限定了包含用于改变该气室容积的装置的气室用于抽取和分配一试样。
在大约过去的三十年中一直使用的移液管含有附带的液体容器，即移液管管头，液体从其排出至移液管内部，例如由于不仔细的操作移液管或以液体分子的形式从液体蒸发。移液管内部的沾染物已危及劳动者的安全并减少移液管本身的可靠操作或甚至完全排除它。当然在精确的实验室工作中这不能被接受。
由于这些问题，移液管制造商推荐由移液管使用者定期拆卸和清洗移液管。在该过程中移液管的活塞和衬圈也几乎经常被再润滑，并且移液管也经常必须被再校准，即被移液的、被分配的等等液体体积被设定为对应于移液管刻度设定的容积。移液管的该拆卸和再组装，除了是不方便和费力的工序，还不保证移液管将不含有传染介质或其它沾染物，例如干扰PCR工作的DNA-和RNA-沾染物。因此一些移液管制造商已开始制造被称为可在蒸压器中消毒的移液管。但是，在蒸压器中消毒不从移液管部件中去除DNA-和RNA-沾染物。这是一项非常乏味的操作并且操作本身经常损坏移液管部件使得移液管将不再足够精确并可靠地工作。当消毒后使用移液管时，有可能在第一次移液时将其污染。
US专利公告5，156，811公开了一种吸取装置，使用可拆卸地附加在吸取装置末端部分的易处理的移液管管头并包含一位于管头开口端之间的孔塞状筛。这一解决方案不仅昂贵，因为所有要处理的管头、同样其中的多孔筛被丢弃，而移液管管头中多孔筛易于污染并被吸入管头的液体损坏。当筛被损坏时，管头中的液体试样经常损失，这种损失有时可以是非常浪费的。
使用根据本发明的解决方案可以避免上述缺点。本发明的特征是末端部分内的气室提供有一阻挡器，它对空气可渗透但在液体的作用下自封闭。
象这样的吸取装置可以是现有已知的，手动或例如电动操作的，并且它可以是独立操作的或作为其它设备的一部分使用，例如移液管。当在下面的描述中使用“移液管”时，它通常被用来表示上面定义的用于移液、分配、稀释、滴定或混合或此外利用这些操作的全部组合或利用其中几种的所有类型的吸取装置。
因此，按照本发明，一个阻挡器，它在液体的作用下自封闭，它可为一多孔筛，或一多孔筛和膜的组合结构，它对空气可渗透但对液体不可渗透，被安装在吸取装置自身中，在其末端部分但不在与吸取装置共同使用的管头中。
按照本发明使用的阻挡器，在吸取装置的气室中，可为一在液体的作用下自封闭的多孔筛。作为阻挡器的筛优选安装在末端部分的开口端上，或靠近其开口端。用作阻挡器的筛的形状当然取决于气室的形式。按照本发明一优选实例，基本上它可被密封地安装在气室中并借助摩擦力停留在那里，优选不用单独的紧固装置。按照一优选实例它被构成为一孔塞并被紧紧地推入末端部分的开口端。该筛可完全位于末端部分的气室中，或它也可至少部分地从末端部分的开口端凸出，在这种情况下它将优选至少部分地位于气室和管头样品室之间的气体通道中。显然阻挡器以这种方式置于末端部分的气室中，用于改变气室容积的任何装置，典型地为移液管的活塞，可自由地在该气室中前后移动以将液体试样吸入样品室并从那里将其分配。
按照本发明适合用在筛中的材料为这样的多孔材料，它们在液体的作用下自封闭，例如这种由多孔聚合物(原始聚合物)构成的筛，具有含有颗粒的气孔，颗粒为亲水性材料，其“干”、非水合态的粒径小于原始聚合物的孔径。这样在常态空气可从样品室经筛装置流到气室，并且反之亦然。合适的原始聚合物为一聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯，或聚四氟乙烯，或其它类似的材料。合适的多孔聚合物例如由美国Porex技术公司制造。聚合物的孔径可按照用途改变，并可为例如几微米或更大。对于很多用途合适的孔径范围为约10～150微米，例如25～60微米。气孔中的亲水性材料可为任意这样的材料，在其干、非水合态为颗粒形式，但在液体的作用下膨胀并堵塞原始聚合物的气孔。典型的这种材料为膨胀纤维素，淀粉，和橡胶衍生物。筛的材料可通过以已知的方式扩孔原始聚合物和亲水性材料的粉状混合物制造，以得到含有亲水性颗粒的多孔筛材料，该材料随后被成形为具有合适尺寸的筛体。按照一种可替换的制造方式，多孔原始材料可用亲水性材料的溶液浸透，随后将溶剂蒸发。作为筛材料同样可以使用这样一种多孔聚合物材料，在其干态它对空气渗透，但它吸收液体后膨胀至对液体不渗透的状态。
在通常的使用中安装在气室中的筛对空气双向渗透，但如果因为某些原因液体，例如水或血液，从作为液体的或样品室的移液管管头进入末端部分并从那里进入筛，液体进入移液管的流动被筛阻挡并且筛由此防止了移液管内部部件的污染。筛的孔径可被选定具有某一尺寸以防止具有需要的分子大小的材料进入移液管以及防止从移液管出来。
按照本发明的吸取装置同样适用于基于PCR技术的实验室工作，因为安装在移液管末端部分内的多孔筛防止移液管内部部件的DNA-和RNase-污染以及由此不同的试样和反应混合物的交叉污染。
按照本发明，阻挡器可包括一与筛配合的多孔疏水膜，膜只允许空气通过而防止液体例如水溶液，气溶胶、颗粒和微生物通过。对这样一种材料不同的疏水多孔聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯是合适的，并且特别是所谓的膨胀的聚四氟乙烯(例如Gore-tex，manufacturer W．L．Gore & Associates，Inc．)是合适的。膜可被安装在例如一特殊的框架中，该框架，例如使用铆配合固定，安装在末端部分的末端的外表面上，以便膜覆盖末端部分的开口端。膜的框架也可被合适地支撑在形成在例如末端部分附近的凸出部上，优选在其外表面上。
按照本发明的另一优选实例的阻挡器可包括一自封闭筛和一膜的组合，例如以膜筛的形式或以多层结构的形式，在那里膜可在那些部分上保护筛，例如在易于与样品室中的液体接触的那个表面上。在这种情况下液体不能直接与筛接触，而是膜装置已防止液体从管头上升进入末端部分的气室。这样只需更换膜装置而保护筛免于损坏和更换。
阻挡器，无论它是一筛、一膜筛还是仅仅一膜装置，可被安装在吸取装置的末端部分内或从一适当设计的保护支架不用手触摸地安装至其上。吸取装置的末端部分可提供有一分离装置用于从末端部分分离装置，优选为可拆卸地附加在吸取装置的末端部分的阻挡器。阻挡器同样可不用手触摸地从吸取装置的末端部分直接移入废品箱，例如用相对那里可移动的活塞的延伸元件推动筛或膜装置。
当在吸取装置中使用筛、膜筛、或膜装置时，机械移液管的校准可用一特殊的校准装置检验，以便被移液的所需液体体积对应于移液管刻度上所示的容积值。在机械移液管中校准装置(一螺旋杆)可被调整至对应于每一筛或可替换的膜的位置。但筛或膜装置变化时，移液管必须被再校准以对应于所使用的替换物。在校准的刻度上对每一替换因此可例如有不同的标记，并且没有必要例如用称量蒸馏水校准移液管。在电子移液管中一微处理器可包含对应于每一种选择必需的参数，以便由处理器控制移液管的操作正确地移液或分配所需的数量同时以便这些对应于编程的数据。微处理器除了考虑到这些替换也考虑下列因素的影响气压和湿度、周围空气(移液管)的温度和将被移液的液体的温度以及液体的密度和粘度。一起考虑或每个因素分别考虑的这些因素以及此外移液管管头的类型及其特征，移液管管头的角度及其相对于液体的深度，同样可通过重新校准机械移液管考虑到，例如通过称量液体，或通过考虑为每一移液管编辑的表格中的这些因素的影响，或使用一特殊的计算器。
按照一种用于电子移液管中的替换实例，移液管配有传感装置，用于识别替换使用的阻挡器并藉此将该数据传输至移液管的微处理器以便在分配的体积中进行相应的修改。
下面参照附图借助工作实例说明本发明，其中
图1为具有附加的可拆卸的管头的用作吸取装置的移液管的纵向横截面图；图2为大尺度的图1移液管的末端部分和附加的管头的示图；以及图3和图4示出图2阻挡器的替换实施例。
图1～4中相同的参考数字用于表示相同的部分。附1中，吸取装置或移液管，作为整体用数字1表示，并且它包括壳体部分2和连带的末端部分3。在末端部分3中的筒形气室4中，沿其长度方向，活塞装置5可滑动移动以改变气室4的容积用于抽取试样。末端部分3的端部6提供有开口7，它形成一至样品室9的气体通道，样品室由被附加在末端部分3的移液管管头8限定。活塞装置5被密封使得气室4除开口7是气密的。在附图所示实施例中在移液管管头8的样品室9中有液体试样10。
在图1和2中按照本发明的阻挡器11以筛的形式示出。在图示实施例中，筛11基本上为一圆柱形孔塞，它被密封地安置在末端部分3的开口7中并且它借助摩擦力停留在应有的位置。筛11延伸一距离进入管头8的样品室9中，但显然在液体试样10的表面上方。筛11被安装在末端部分3的气室4中，使得在液体试样10的表面和筛11朝向样品室9的表面之间有足够的真空空间，优选约为管头8总长的10～50％。
图3示出本发明的一个替换实施例，在此阻挡器是一形式为膜装置12的疏水膜。在该实施例中膜被以适当的方式安装在，例如末端部分3的端部6上的框架13上，使得膜12覆盖末端部分3的开口7。在图示实施例中，凸出部分提供在末端部分3靠近其端部6的外表面上，框架13被支撑在端部6上。框架13同样可用适当的铆配合连接安装在末端部分3的端部6上。
按照一种未图示的替换实施例，阻挡器为一筛和膜的组合。在这种情况下膜12被安置用于保护筛11朝向样品室9的表面。膜12可以永久地固定在筛11上，优选在其表面部分上，或作为未紧固的或可拆卸的膜覆盖筛11。最后提到的实施例的优点在于，如果膜12被液体或其它东西损坏，整个阻挡器不需要被更换，而是只更换膜12足以。
在附图中所示的按照本发明的优选实施例中，阻挡器11可以非常简单的方式不用手触摸地从移液管移开。实现它的一个替换解决方案在图4中示出，在此延伸部分14与活塞5相连，该延伸部分14可在气室4中沿活塞5的长度方向朝向末端部分3的端部6或远离那里相对于活塞5伸缩移动。使用适当的操作装置移动延伸部分14将阻挡器11从吸取装置的壳体移开，朝向末端部分3的端部6，在此延伸部分14将阻挡器11与末端部分3分离。
权利要求
1．一种用于分配液体的吸取装置(1)，例如移液管，包括壳体(2)和相连的末端部分(3)，其开口端(6)反向于壳体(2)用于可拆卸地附加一围起样品室(9)的管头(8)以容纳液体试样(10)，在此吸取装置(1)的末端部分(3)限定了气室(4)，其包括用于改变该气室(4)容积的装置(5)，用于抽取和分配一试样(10)，其特征在于，末端部分(3)的气室(4)中有密封安装的阻挡器(11，12)，它对空气渗透但在液体的作用下自封闭。
2．按照权利要求1的吸取装置，其特征在于，阻挡器(11，12)被安置为至少部分地凸出于末端部分(3)的开口端。
3．按照权利要求1或2的吸取装置，其特征在于，筛(11)由多孔塑料制成，它在液体的作用下自封闭，例如一种多孔聚烯烃，在其气孔中含有亲水性材料颗粒，干态颗粒大小小于塑料中气孔的大小。
4．按照权利要求3的吸取装置，其特征在于，亲水性材料为一种在水的作用下膨胀的材料，例如一种纤维素衍生物。
5．按照权利要求1～4之一的吸取装置，其特征在于，阻挡器(11，12)包括一种膜(12)和在液体的作用下密封或不密封的材料的筛(11)的组合，在此膜(12)覆盖筛(11)朝向样品室(9)的表面，或表面的一部分。
6．按照权利要求5的吸取装置，其特征在于，该膜(12)由膨胀的聚四氟乙烯塑料制成。
7．按照权利要求5的吸取装置，其特征在于，膜(12)被安装在吸取装置(1)的末端部分(3)的端部(6)上以覆盖末端部分(3)中的开口(7)，通过具有与末端部分(3)的外表面快速配合封闭的框架(13)适当支撑。
8．按照权利要求1～7之一的吸取装置，其特征在于，它具有用于将阻挡器(11，12)与末端部分(3)分离的装置(14)。
9．按照权利要求8的吸取装置，其特征在于，用于改变气室(4)容积的装置为一在该气室(4)中可前后移动的活塞(5)，以及用于分离阻挡器(11，12)的装置包括一活塞(5)的延伸部分(14)，该延伸部分可相对于活塞(5)在气室(4)中朝向或远离末端部分(3)的端部(6)伸缩移动。
10．按照前述权利要求之一的吸取装置，其特征在于，它包括由于所用的阻挡器(11，12)用于完成校准或校准变化的装置。
11．按照权利要求10的吸取装置，其特征在于，它是一机械移液管，其中用于完成校准或校准变化的装置是一校准螺旋杆和指示每一可替换的阻挡器(11，12)的对应校准规。
12．按照权利要求10的吸取装置，其特征在于，它是一电子移液管，具有预编在移液管微处理器中对应于每一可替换的阻挡器(11，12)的调节参数。
13．按照权利要求10或12的吸取装置，其特征在于，它是一电子移液管，具有用于传感可替换使用的阻挡器(11，12)并用于在移液管的微处理器中输入对应数据的装置。
14．按照权利要求10的吸取装置，其特征在于，该装置同样允许考虑除了那些由可替换阻挡器(11，12)的选择产生的，影响移液结果并产生校准需要的其它因素。
15．按照权利要求14的吸取装置，其特征在于，它是一机械移液管，包括一装置或含有作为附加装置的，一编辑该移液管的表格或一含有的或被使用的计算器用于确定由该其它因素引起的校准。
全文摘要
本发明的目的是一种用于分配液体的吸取装置(1),例如移液管,其包括壳体和相连的末端部分(3),其开口端(6)反向于壳体用于可拆卸地附加一围起样品室(9)的管头(8)以容纳液体试样(10),在此吸取装置(1)的末端部分(3)限定了一气室(4),其包括用于改变该气室容积的装置,用于抽取和分配一试样。本发明的特征为在末端部分(3)的气室(4)中有密封安装的阻挡器(11,12),例如多孔塞状筛,它对空气渗透但在液体的作用下自封闭。
文档编号B01L3/02GK1292729SQ99803815
公开日2001年4月25日 申请日期1999年3月1日 优先权日1998年3月9日
发明者奥斯莫·索瓦尼米 申请人:拜奥希特公司