用于液体分配装置的移液器吸头的制作方法

本发明涉及一种用于液体分配装置的移液机头，特别涉及一种具有移液器吸头连接机构和柱塞连接机构的移液机头，通过这些连接机构，具有移液器吸头和柱塞的移液器可以牢固地安装到移液机头上。

背景技术：

1、使用移液器吸取或分配液体样品是已知的。

2、使用具有设置在移液器吸头内的柱塞的移液器也是已知的。一种被称为“正排量式(positive displacement)”移液器的典型移液器使用柱塞或活塞，通过与样品液体直接接触或通过小的气隙来吸取或分配液体。在使用过程中，移液器吸头和柱塞安装在液体分配装置的移液机头上，该移液机头相对于吸头驱动柱塞，以从位于移液器吸头的远端的孔吸取或分配液体。这种移液器可用于自动化机器中，以提高移液动作的准确性和可重复性。

3、发明人已经发现移液器与用于液体分配装置的已知移液机头连接的方式存在几个问题。

4、需要一种改进的移液机头。

技术实现思路

1、本发明的第一方面提供了一种用于液体分配装置的移液机头，该移液机头与一排移液器一起使用，每个移液器都具有移液器吸头和设置在移液器吸头内的柱塞，该移液机头包括：移液器吸头连接机构，该移液器吸头连接机构具有多个吸头底座，用于在使用期间保持这排移液器的移液器吸头；以及柱塞连接机构，该柱塞连接机构具有多个柱塞底座，用于在使用期间保持这排移液器的柱塞，其中多个吸头底座中的每一个在其外表面上包括径向延伸特征，该特征被构造成形成卡扣连接的一半，并且其中该移液器吸头连接机构是移液器吸头夹持机构，该移液器吸头夹持机构还包括：多个吸头夹持构件，每个吸头夹持构件与多个吸头底座中的一个相关联，并且每个该吸头夹持构件具有夹持区域，以及吸头夹持驱动机构，其包括致动器，该致动器可操作以驱动在轴向方向上位于该吸头底座和吸头夹持构件之间的相对运动，以通过在夹持位置和释放位置之间移动它来选择性地接合该移液器吸头夹持机构，其中当该移液器吸头夹持机构处于该夹持位置时，每个该吸头夹持构件的夹持区域轴向邻近其相关吸头底座的外表面上的该径向延伸特征，并且其中当该移液器吸头夹持机构处于释放位置时，每个该吸头夹持构件的夹持区域从其相关吸头底座的外表面上的该径向延伸特征轴向偏离。可替代地或附加地，多个柱塞底座中的每一个在其内表面上具有径向延伸的特征，该特征被构造成形成卡扣连接的一半，其中柱塞连接机构是柱塞夹持机构，该柱塞夹持机构还包括：多个柱塞夹持构件，每个柱塞夹持构件与多个柱塞底座中的一个相关联，并且每个柱塞夹持构件具有夹持区域；以及包括致动器的柱塞夹持驱动机构，该致动器可操作以驱动在柱塞底座和柱塞夹持构件之间在轴向方向上的相对运动，从而通过在夹持位置和释放位置之间移动该柱塞夹持构件来选择性地接合柱塞夹持机构，其中当柱塞夹持机构处于夹持位置时，每个柱塞夹持构件的夹持区域轴向邻近其相关柱塞底座的内表面上的径向延伸特征，并且其中当柱塞夹持机构处于释放位置时，每个柱塞夹持构件的夹持区域从其相关联的柱塞底座的内表面上的径向延伸特征轴向偏离。

2、这提供了一种极其紧凑的布置，通过这种布置，大量的移液器可以精确且牢固地被安装到移液机头上。这在旨在与标准384孔板一起使用的液体分配设备中特别有益，因为紧凑的布置可以允许设置384个安装套环和锁定构件来将384个移液器保持在16×24矩阵中。这使得液体能够在单个动作中从传统的384孔板被吸取或被分配到其中。如这里所使用的，术语“夹持”和“夹具”指的是这样的布置，通过该布置，移液器吸头或柱塞被安装和锁定在适当的位置，以防止无意中移除。这与移液器吸头或柱塞没有锁定地安装的布置形成对比，例如使用干涉配合或卡扣连接，其中移液器吸头或柱塞可以简单地通过沿轴向拉动而被移除。夹持装置还能够通过防止移液机头和柱塞或移液器吸头之间可能发生的小的相对运动来提高吸取和分配操作的精度。

3、此外，通过将吸头连接机构构造成吸头夹持机构，和/或将柱塞连接机构构造成柱塞夹持机构，其中夹持构件可移动从而与底座上的卡扣配合特征对准和脱离对准，移液器吸头和/或柱塞可简单地通过限制吸头或柱塞的连接件部分的偏转而被夹持在底座上的适当位置，以防止与底座的卡扣连接脱离。这能够使得移液器吸头和/或柱塞能够被安装并牢固地夹持在适当的位置，而不需要在移液器吸头的吸头连接件部分和/或柱塞的柱塞连接件部分上施加任何显著的力。这能够减小接合移液器吸头夹持机构和/或柱塞夹持机构所需的力。这与一些已知的吸头连接机构形成对比，在这些已知的吸头连接机构中，通过扩张移液器吸头内的夹头以向外压靠移液器吸头的上端并由此在移液器吸头中施加环向应力来完成夹持。这也与一些已知的柱塞连接机构形成对比，在这些已知的柱塞连接机构中，通过将夹头压靠在柱塞上端的外表面上并在柱塞上施加压缩应力来完成夹持。

4、多个吸头夹持构件可各自包括任何合适的部件，当移液器吸头夹持机构处于夹持位置时，通过该部件可限制移液器吸头在其相关吸头底座上的径向移动。多个吸头夹持构件可以包括多个套筒，每个套筒限定夹持区域。多个套筒可与多个吸头底座轴向对齐。多个套筒可以与多个吸头底座同轴。多个套筒可以是不连续的或连续的。当移液器吸头夹持机构处于夹持位置时，多个套筒可以外接多个吸头底座。套筒可以具有大体恒定的内径。套筒可以具有内径不同的区域。

5、移液器吸头夹持机构可以包括移液器吸头夹持板，在该移液器吸头夹持板上设置有多个吸头夹持构件。移液器吸头夹持板可以相对于多个移液器吸头底座在轴向上移动，以选择性地接合移液器吸头夹持机构。

6、多个套筒可以由固定到移液器吸头夹持板上的一个或多个离散部件来限定。多个套筒可以由限定在移液器吸头夹持板内的孔来限定。

7、多个吸头底座中的每一个的外表面上的径向延伸特征可具有任何合适的形状。多个吸头底座中的一个或多个的外表面上的径向延伸特征可以是凹部或凹槽。这种布置特别适合于与具有相应形状的突起的移液器吸头一起使用，该突起被构造成容纳在凹槽中。多个吸头底座中的每一个的外表面上的径向延伸特征可以是周向凹槽。周向凹槽可以包括周向间断。例如，周向凹槽可以是部分环形的。

8、在其他实施例中，多个吸头底座中的一个或多个的外表面上的径向延伸特征可以是突起。这种布置特别适用于具有相应形状的凹部或凹槽的移液器吸头，该凹部或凹槽被构造成容纳吸头底座上的突起。

9、多个柱塞底座可以包括多个轴向延伸的套筒。多个柱塞夹持构件可以包括多个轴向延伸的夹持杆，每个夹持杆限定一个夹持区域。当柱塞夹持机构接合时，夹持杆可以在多个轴向延伸的套筒内延伸。套筒可以具有大体恒定的内径。可替代地，套筒可以具有内径不同的区域。多个轴向延伸的套筒可各自在其远端包括多个轴向槽。这有助于允许由移液机头和安装在移液机头上的这排移液器限定的通道之间的一致性。

10、多个夹持杆可各自具有连接到较窄轴部分的扩大远端部分，该扩大远端部分限定夹持区域。利用这种布置，通过在任一轴向方向上移动多个夹持杆，夹持机构可以从夹持位置移动到释放位置。这可以通过向下移动夹持杆来使夹持机构脱离以及将柱塞和移液器吸头从它们各自的底座中推出，从而有助于移除移液器的柱塞和移液器吸头。

11、根据本发明的第二方面，提供了一种与根据本发明第一方面的移液机头一起使用的移液器，包括：移液器吸头，其具有带分配孔的远端和带吸头连接件部分的近端，该吸头连接件部分用于在使用期间将移液器吸头连接到移液机头的移液器吸头连接机构；以及柱塞，该柱塞具有位于移液器吸头内部的远端和带有中空柱塞连接件部分的近端，该中空柱塞连接件部分用于在使用期间将柱塞连接到移液机头的柱塞连接机构。吸头连接件部分在其内表面上具有径向延伸特征，该径向延伸特征构造成与多个移液器吸头底座中的一个的外表面上的径向延伸特征形成卡扣连接，吸头连接件部分构造成从静止位置沿径向向外方向弹性偏转到扩张位置，在该静止位置该吸头连接件部分具有第一外径，在该扩张位置该吸头连接件部分具有第二外径，该第二外径比该第一外径大至少该吸头连接件部分的径向延伸特征的径向范围。替代地或附加地，柱塞连接件部分在其外表面上具有径向延伸特征，该径向延伸特征被构造成与多个柱塞底座之一的内表面上的径向延伸特征形成卡扣连接，柱塞连接件部分被构造成从静止位置沿径向向内方向弹性偏转到压缩位置，在该静止位置该柱塞连接件部分具有第一内径，在该压缩位置该柱塞连接件部分具有第二内径，该第二内径比该第一内径小至少该柱塞连接件部分的径向延伸特征的径向范围。

12、吸头连接件部分可包括由多个柔性段限定的分开的管状壁，该柔性段被构造成沿径向向外的方向弹性偏转，以将吸头连接件部分从静止位置偏转到扩张位置。柔性段可以由管状壁中的一系列轴向延伸的间断或槽来限定。轴向延伸的间断可以围绕移液器的纵轴等距离间隔开。轴向延伸的间断可以具有相同或不同的轴向长度。轴向延伸的间断可以与移液器轴线对齐，或者与移液器轴线成一定角度。

13、吸头连接件部分的内表面上的径向延伸特征可包括从该吸头连接件部分的内表面径向向内突出的突起或肋。这种布置特别适合于与吸头底座一起使用，该吸头底座具有构造成容纳吸头连接件部分的突起或肋的相应形状的凹部或凹槽。突起或肋可以是周向肋。周向肋可以包括周向间断。例如，周向肋可以是部分环形的。替代地或附加地，吸头连接件部分的内表面上的径向延伸特征可包括径向向外延伸到吸头连接件部分的内表面中的凹部或凹槽。这种布置特别适合于与吸头底座一起使用，该吸头底座具有构造成容纳在吸头连接件部分的凹部或凹槽中的相应形状的突起或肋。

14、柱塞连接件部分可包括由多个柔性段限定的分开的管状壁，该柔性段构造成沿径向向内的方向弹性偏转，以将柱塞连接件部分从静止位置偏转到压缩位置。柔性段可以由管状壁中的一系列轴向延伸的间断或槽来限定。轴向延伸的间断可以围绕移液器的纵轴等距离间隔开。轴向延伸的间断可以具有相同或不同的轴向长度。轴向延伸的间断可以与移液器轴线对齐，或者与移液器轴线成一定角度。

15、柱塞连接件部分的外表面上的径向延伸特征可包括邻近凹部或凹槽的成形头部，该成形头部径向向内延伸到柱塞连接件部分的外表面中。凹部或凹槽限定了成形头部的下部。成形头部可具有与柱塞连接件部分紧邻凹部或凹槽下方的区域大体相同的外径。这种布置特别适合于与柱塞底座一起使用，该柱塞底座具有相应形状的凹部，该凹部构造成容纳柱塞连接件部分的成形头部。柱塞连接件部分的凹部或凹槽可以是周向凹槽。周向凹槽可以包括周向间断。例如，周向凹槽可以是部分环形的。柱塞连接件部分减小到的第二内径比第一内径小至少径向延伸特征的径向范围，即成形头部的外径和紧接在其下方的环形凹部的最窄部分的外径之间的差的至少一半。

16、吸头夹持机构的多个套筒中的每一个的夹持区域可以具有大于或等于吸头连接件部分的第一外径并且小于吸头连接件部分的第二外径的内径，使得夹持区域在当吸头夹持机构处于夹持位置时，防止吸头连接件部分偏转到扩张位置从而释放卡扣连接。

17、多个轴向延伸的夹持杆中的每一个的夹持区域可以具有小于或等于柱塞连接件部分的第一内径并且大于柱塞连接件部分的第二内径的外径，使得夹持区域在当柱塞夹持机构处于夹持位置时防止柱塞连接件部分偏转到压缩位置从而释放卡扣连接。

18、根据本发明的第三方面，提供了一种液体分配装置，包括：具有微孔板承接区域的主体；以及根据本发明第一方面的移液机头，该移液机头位于微孔板容纳区域上方。