МНОГОКАНАЛЬНОЕ ПИПЕТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2002 года по МПК B01L3/02 

Предпосылки изобретения
Настоящее изобретение относится к жидкостному пипетирующему устройству для подачи очень малых объемов жидкости в большое количество углублений с большой степенью повторяемости и точности. Пипетирование жидкостей очень широко применяется в медицине и промышленности, например в различных медицинских и химических исследованиях и анализах, где возможность точного пипетирования посредством многоканального устройства дает большой положительный эффект. Еще более очевидный положительный эффект может быть получен при условии, что это устройство имеет небольшой вес и может быть прикреплено к устройству, описанному в патентах США 5055263 и 5306510, кл. B 01 L 3/02, 26.04.1994 г. , направленных на решение одной задачи и озаглавленных "Автоматизированное пипетирующее устройство" ("Meltzer Robot").

Предлагаемое многоканальное пипетирующее устройство в особенности предназначено для пипетирования различных объемов жидкости в большое количество углублений и при наличии одноразовых пипеточных наконечников автоматизированного удаления этих наконечников по желанию пользователя. При неполном удалении наконечников датчик, например оптический прерыватель, вырабатывает сигнал, вызывающий появление предупреждения об опасности, например, предупреждающей надписи, выводимой на экран компьютера, и показывающий, что не все наконечники удалены из этого устройства.

В настоящее время в известных пипетирующих устройствах часто используются длинные трубки и большое количество соединительных деталей, которые выходят из строя и замена которых довольно затруднительна. Например, неплотные соединения, неисправные трубки и отсоединившиеся соединительные детали могут вызвать выход устройства из строя. Кроме того, большая длина трубок также оказывает отрицательное влияние на точность пилотирования.

Основной целью настоящего изобретения является создание устройства, в особенности выполненного с возможностью одновременного пипетирования небольших объемов жидкости в большое количество углублений.

Пипетирование посредством одного известного многоканального пипетирующего устройства выполняют с использованием шприцев, присоединенных к большому количеству каналов отрезками трубок. Этот известный способ имеет недостаток, заключающийся в том, что наличие воздуха внутри трубок приводит к неточности пипетирования небольших объемов жидкости. В другом известном многоканальном пипетирующем устройстве используются отдельные стеклянные шприцы, установленные на подвижной пластине, при приведении в действие которой устройство всасывает или выдает жидкость. Этот известный способ имеет недостаток, заключающийся в отсутствии возможности простого применения одноразовых пипеточных наконечников. Оба указанных известных устройства из-за их веса и размера по существу не могут приводиться в движение устройством, описанным в указанных выше патентах США 5055263 и 5306510.

Предлагаемое многоканальное пипетирующее устройство имеет небольшой вес и обеспечивает возможность одновременного пипетирования небольших объемов жидкости в большое количество углублений простым способом с использованием стационарных пробников, одноразовых пипеточных наконечников или отформованного массива наконечников. Точность устройства составляет <1% при 100 мкл.

Небольшой двигатель перемещает поршневую пластину так, что поршни входят в многоканальный основной корпус и выходят из него с обеспечением возможности всасывания и выдачи жидкости предлагаемым устройством. В этом устройстве для пипетирования жидкости и для удаления одноразовых наконечников или отформованного массива наконечников используется один двигатель. При этом использование одного двигателя для обоих этих действий дает преимущество, заключающееся в малом весе устройства при низкой стоимости изготовления и большей надежности. Насадки, которые захватывают одноразовые наконечники или отформованный массив наконечников, являются частью многоканального основного корпуса, так что отсутствует необходимость в трубках. При использовании стационарных пробников последние также являются частью многокамерного основного корпуса и, следовательно, также отсутствует необходимость в трубках. Такое непосредственное соединение между насадками или стационарными пробниками и многокамерным корпусом имеет преимущество, заключающееся в большей точности пипетирования, меньшем весе устройства и более простой установке на устройствах, аналогичных устройствам, описанным в указанных выше патентах США 5055263 и 5306510.

На предлагаемом устройстве установлен ремень, управляемый одним двигателем посредством ряда звездочек, натяжных шкивов и натяжных стержней, используемых для управления перемещением предлагаемого устройства, и приводящий в действие четыре ходовых винта с гайками, предотвращающими свободный ход.

Настоящее изобретение, показанное на примере варианта выполнения, и его указанные выше и другие цели станут более понятны из последующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает вид в аксонометрии многоканального пипетирующего устройства в исходном положении;
фиг. 2 изображает вид в аксонометрии многоканального пипетирующего устройства в положении, в котором выталкивающий рычаг находится в рабочем положении;
фиг. 3 изображает вид в аксонометрии многоканального пипетирующего устройства в положении удаления наконечников;
фиг. 4 изображает вид в аксонометрии многоканального пипетирующего устройства в положении, в котором выталкивающий рычаг находится в нерабочем положении;
фиг. 5 изображает вид в аксонометрии многоканального пипетирующего устройства в положении набора жидкости из лотка;
фиг. 6 изображает вид в аксонометрии многоканального пипетирующего устройства, в пипеточные наконечники которого набрана жидкость.

На фиг. 1-6 показано предлагаемое многоканальное пипетирующее устройство, содержащее поршневую пластину 16, на которой установлены, предпочтительно запрессованы поршни 18, как правило, изготовленные из нержавеющей стали. Поршни 18 перемещаются в отверстиях 19 в основном корпусе 28. Все устройство прикреплено к мерной головке (не показана), обеспечивающей возможность автоматизированного титрования. Устройство содержит также двигатель 20, расположенный на установочной пластине 22 и приводящий в движение ремень 24, предназначенный для поворота гаек 23 и перемещения пластины 16 вверх и вниз по четырем винтам 26, расположенным на четырех углах устройства. Основной корпус 28 предпочтительно выполнен из пластмассы, и при приведении устройства в действие поршневая пластина перемещается вверх и вниз посредством четырех винтов 26. Пластина 16 содержит выталкивающий рычаг 30, который при перемещении вниз взаимодействует с выталкивающей пластиной 32 с обеспечением перемещения этой пластины и сбрасывания ею пипеточных наконечников 34 с пипетирующего устройства. Устройство на фиг. 1 показано в исходном положении, в котором комплект одноразовых наконечников 34 уже им захвачен. Рычаг 30 расположен на расстоянии от устройства с обеспечением свободного перемещения пластины 16 и пипетирования жидкости.

Многоканальное пипетирующее устройство, показанное на фиг. 2, переведено в положение, обратное исходному положению, с толканием рычага 30 вниз путем толкания присоединенного к нему выступающего элемента 36 неподвижной стойкой 38, которая при необходимости прикреплена к мерной головке (не показана). Теперь рычаг 30 расположен с примыканием к многоканальному пипетирующему устройству, и в этом положении он находится во взаимодействии с пластиной 32.

На фиг. 3 многоканальное пипетирующее устройство изображено в положении удаления наконечников. Пластина 16 с рычагом 30, находящимся в рабочем положении, перемещается вниз, взаимодействуя с пластиной 32, так что последняя перемещается и сбрасывает наконечники 34 с пипетирующего устройства.

На фиг. 4 предлагаемое устройство показано в положении, в котором выталкивающий рычаг находится в нерабочем положении. Пластина 16 перемещается вверх, толкая рычаг 30, с обеспечением его перемещения от устройства при вхождении прикрепленного к этому рычагу выступающего элемента 37 в контакт с наклонной плоскостью 40. Теперь устройство может захватить новые пипеточные наконечники и работать в качестве шприцевого насоса.

На фиг. 5 и 6 проиллюстрирован процесс набора жидкости из лотка 70 многоканальным пипетирующим устройством.

Для обеспечения возможности упругого возврата пластины 32 в положение, в котором она находится при нахождении устройства в исходном положении, имеются пружины 42.

Несмотря на то, что настоящее изобретение в частности рассмотрено и описано на примере его предпочтительного варианта выполнения, специалистам очевидно, что возможны любые изменения в форме и деталях в пределах его сущности и объема.

Многоканальное пипетирующее устройство применимо для отсасывания и выдачи объемов жидкости с использованием одноразовых или неодноразовых наконечников. Это устройство содержит основной корпус, выполненный из твердого синтетического материала и имеющий множество каналов, и связанную с этим корпусом поршневую пластину, приводимую в действие синхронным электроприводом с четырьмя секторами управления. Приводной узел установлен на четырех выступающих элементах, а поршневая пластина перемещается вверх и вниз по четырем ходовым винтам, приводимым в движение синхронным волоконным ремнем, приводимым в движение двигателем. К нижней части устройства прикреплена подвижная пластина для удаления одноразовых наконечников, которая приводится в действие системой автоматических выталкивающих плоских рычагов. Все устройство может быть установлено в отдельном корпусе или прикреплено к другому устройству с возможностью перемещения. Описан способ выдачи или отсасывания жидкостей с использованием указанного устройства. 2 с.п. ф-лы, 6 ил.

1. Многоканальное пипетирующее устройство для выдачи и отсасывания объемов жидкости, содержащее основной корпус, имеющий сквозные отверстия, поршневую пластину, содержащую установленные на ней поршни, соответствующие указанным отверстиям и находящиеся с ними во взаимодействии, установочную пластину, присоединенную к поршневой пластине и содержащую двигатель и присоединенный к нему приводной механизм для приведения в движение указанных поршней и выталкивающего механизма, выталкивающий рычаг, прикрепленный к поршневой пластине и выполненный с возможностью перемещения вдоль наклонной плоскости и взаимодействия с выталкивающей пластиной, прикрепленной к основному корпусу пружинами, и неподвижную стойку, находящуюся во взаимодействии с выступающим элементом, расположенным на выталкивающем рычаге, с обеспечением возможности перемещения этого рычага вдоль указанной наклонной плоскости для взаимодействия с выталкивающей пластиной, так что при перемещении вниз поршневой пластины с выталкивающим рычагом выталкивающая пластина перемещается и сбрасывает пипеточные наконечники с многоканального пипетирующего устройства. 2. Способ выдачи или отсасывания жидкостей с использованием многоканального пипетирующего устройства по п. 1, включающий захват указанным устройством, находящимся в исходном положении, комплекта одноразовых наконечников, перевод указанного устройства в положение, обратное исходному положению, с толканием выталкивающего рычага вниз путем толкания вниз выступающего элемента, присоединенного к этому рычагу, относительно неподвижной стойки с обеспечением размещения указанных выталкивающих рычагов с примыканием к многоканальному пипетирующему устройству для взаимодействия с выталкивающей пластиной, перемещение поршневой пластины с выталкивающим рычагом вниз в рабочее положение с обеспечением взаимодействия с выталкивающей пластиной, так что последняя перемещается и сбрасывает пипеточные наконечники с многоканального пипетирующего устройства, и перемещение поршневой пластины вверх с толканием выталкивающего рычага и обеспечением его перемещения от указанного устройства и возвращения последнего в начальное положение для захвата нового комплекта пипеточных наконечников.