Предметом этого изобретения является наконечник со стенкой в виде оболочки, образующей пространство для пробы, вмещающее пробу жидкости, при этом наконечник имеет первый открытый конец, предназначенный для введения в жидкость, и второй открытый конец, предназначенный для крепления к всасывающему устройству, например к механической или электронной пипетке, служащей для дозирования, перемещения, разжижения, титрирования, перемешивания или сочетания всех этих операций либо некоторых из них.
Предметом изобретения также является способ дозирования, перемещения, разжижения, титрования, перемешивания или сочетания всех этих операций либо некоторых из них посредством всасывающего устройства, например механической или электронной пипетки, имеющей концевую часть, которая охватывает цилиндрическое пространство, имеющее возвратно-поступательное средство, например плунжер, а также имеющее наконечник, крепящийся с возможностью его отсоединения.
Упомянутые всасывающие устройства содержат корпус и взаимосвязанную с ним концевую часть, открытый конец которой направлен в сторону от корпуса для обеспечивающего возможность отсоединения крепления наконечника одноразового использования, имеющего пространство для размещения пробы жидкости, при этом концевая часть охватывает цилиндрическое пространство, имеющее средство, которое может совершать возвратно-поступательное движение, например плунжер, обеспечивающий захождение пробы в это пространство и ее удаление оттуда.
Когда в приведенном ниже описании используются термины "всасывающее устройство" или "пипетка", они в общем предполагают все типы определенных выше всасывающих устройств, при этом всасывающие устройства функционируют как пипетки, дозаторы, разжижители, устройства для титрирования или смесители, либо, кроме того, для осуществления сочетания всех или некоторых из этих операций. Механическая или электронная пипетка может представлять собой приводимое в действие вручную отдельное устройство или часть некоторого устройства, например анализирующего устройства и т.д.
Приблизительно на протяжении трех последних десятилетий используются пипетки, имеющие прикрепленные резервуары для жидкости, то есть наконечники, из которых жидкость утекает к внутренним частям пипетки, например, вследствие небрежности при работе пипеткой, либо в виде молекул, испаряемых из жидкости. Загрязнение внутренних частей пипетки ставит под угрозу безопасность работы и приводит к ухудшению либо к полному прекращению надежной работы самой пипетки. Естественно, что это неприемлемо при работе в лаборатории, которая требует точности, а также безопасности для пользователей и пациентов. Это также недопустимо при проведении научной или иной работы.
Вследствие этих проблем изготовители пипеток рекомендуют, чтобы пипетки через систематические промежутки времени разбирались и очищались пользователями пипеток. При проведении этой процедуры почти всегда производится повторная смазка плунжера и прокладки пипетки, причем часто пипетка также должна быть заново оттарирована, то есть закапываемые, дозируемые и т.д. объемы жидкости устанавливают такими, чтобы они соответствовали объемам, нанесенным на шкале пипетки. Такая разборка и повторная сборка пипетки, помимо того, что она неудобна и представляет собой процедуру, требующую затрат труда, не гарантирует, что пипетка не будет содержать инфекционных агентов или иных загрязнителей, например ДНК- и РНК-загрязнителей, которые создают препятствия при цепной реакции полимеризации, относящейся к способу для увеличения числа копий одной или нескольких последовательностей специфических ДНК, содержащихся в нуклеиновой кислоте или смеси нуклеиновых кислот. Поэтому некоторые производители пипеток начали изготавливать пипетки, которые требуют проведения стерилизации в автоклаве. Однако стерилизация в автоклаве не приводит к удалению ДНК- и РНК-загрязнителей из частей пипетки. Это весьма утомительная операция, причем часто такая операция сама по себе приводит к повреждению деталей пипетки до такой степени, что пипетка более не будет функционировать достаточно точно и надежно. Когда пипетку используют после стерилизации, возможно, что она будет загрязнена уже при первом отмеривании.
В патенте США 5406856 раскрыты всасывающие устройства, которые должны быть применены с такими наконечниками одноразового использования, которые имеют часть, предназначенную для введения в жидкость, причем эта часть наконечника имеет отверстие для взятия пробы жидкости и ее удаления, при этом в таких наконечниках одноразового использования часть, которая должна быть приспособлена к концу корпуса всасывающего устройства, закрыта в направлении всасывающего устройства. Форма этой закрытой части и одновременно ее объем могут быть изменены с помощью средства внутри концевой части корпуса всасывающего устройства. В случае такого решения загрязнение может быть предотвращено, однако применяемый наконечник одноразового использования представляет собой специальный наконечник.
В патенте США 4444062 раскрыто многоканальное всасывающее устройство, имеющее гибкую мембрану, установленную между корпусом всасывающего устройства и прикрепленной державкой для наконечников так, что стержни в плунжере, подвижном внутри корпуса всасывающего устройства, входят в соприкосновение с мембраной, когда на плунжер оказывают толкающее действие в нижнем направлении. В случае этого решения мембрану крепят либо на нижней поверхности корпуса, либо на верхней поверхности державки для наконечников или используют две мембраны, из которых первую крепят к нижней поверхности корпуса, а вторую - к верхней поверхности державки наконечников. Саму державку для наконечников крепят к корпусу посредством винтового соединения. В варианте осуществления конструкции согласно этому изобретению узел с державкой для наконечников состоит из державки с прикрепленными трубками и с наконечниками, которые к ним крепятся, а мембрана, прикрепленная к верхней поверхности державки для наконечников, может представлять собой один отформованный пластиковый узел одноразового использования, который крепят к корпусу всасывающего устройства соответствующим способом быстрого соединения. В этой публикации ничего не раскрыто в отношении удаления державки для наконечников, узла, включающего в себя державку с наконечниками, или его частей, с корпуса при перемещении плунжера или некоторыми иными средствами, например съемником наконечника или другими такими средствами.
Технической задачей изобретения является создание наконечника и способа дозирования, устраняющих недостатки, упомянутые выше.
Техническим результатом изобретения стало создание простого и надежного наконечника для всасывающего устройства и способа дозирования всасывающим устройством, позволяющим исключить загрязнение проб и дозируемых смесей.
Данный технический результат достигается за счет того, что наконечник со стенкой в виде оболочки, образующей пространство для размещения пробы жидкости, имеющий первый открытый конец, предназначенный для введения в жидкость, и второй открытый конец, предназначенный для крепления наконечника к концевой части всасывающего устройства, предназначенного для дозирования жидкости, охватывающей цилиндрическое пространство со средством, совершающим возвратно-поступательное движение в этом пространстве, согласно изобретению оснащен мембранным средством, закрывающим проход газа и жидкости способом, обеспечивающим непроницаемость газом и жидкостью, от первого конца наконечника к всасывающему устройству при прикреплении наконечника к всасывающему устройству, при этом мембранное средство содержит мембрану, изготовленную из непроницаемого газом и жидкостью гибкого материала, деформируемого с возможностью восстановления форму для изменения объема пространства, отделенного мембраной от пространства для размещения пробы жидкости, и приспособленную для введения в соприкосновение со средством, совершающим возвратно-поступательное движение в цилиндрическом пространстве всасывающего устройства, с целью взятия пробы и/или ее удаления.
Предпочтительно мембрана прикреплена к поверхности в стенке в виде оболочки, образующей пространство для размещения пробы жидкости, у второго конца наконечника.
Также предпочтительно мембрана прикреплена к наружной поверхности стенки в виде оболочки, образующей пространство для размещения пробы жидкости в наконечнике, у второго конца наконечника, или мембрана установлена на раме.
Предпочтительно рама с мембраной установлена с возможностью отсоединения.
Предпочтительно рама прикреплена ко второму концу наконечника способом, обеспечивающим непроницаемость газом и жидкостью.
Также предпочтительно рама формирует поверхность, с которой средство, совершающее возвратно-поступательное перемещение в цилиндрическом пространстве всасывающего устройства, может быть приведено в соприкосновение для удаления наконечника совместно с мембранным средством с концевой части всасывающего устройства.
Предпочтительно мембранное средство способом, обеспечивающим непроницаемость газом и жидкостью, прикреплено к внутренней поверхности стенки, образующей пространство для размещения пробы.
Предпочтительно внутренняя поверхность стенки пространства для размещения пробы жидкости снабжена выступами, плечами, штифтами или иными средствами, выступающими в пространство для размещения пробы, с которыми рама и мембрана, установленная на ней, приспособлены приводиться в соприкосновение для крепления рамы с обеспечением уплотнения в пространстве для размещения пробы жидкости.
Предпочтительно стенка в виде оболочки, образующая пространство для размещения пробы жидкости, формирует поверхность у второго конца наконечника, с которой поверхность средства, совершающего возвратно-поступательное перемещение в цилиндрическом пространстве всасывающего устройства, приспособлена приводиться в соприкосновение для удаления наконечника совместно с мембранным средством с концевой части всасывающего устройства.
Предпочтительно средство, совершающее возвратно-поступательное движение в цилиндрическом пространстве всасывающего устройства, выполнено в виде плунжера.
Технический результат достигается за счет того, что в способе дозирования жидкости всасывающим устройством, имеющим концевую часть, охватывающую цилиндрическое пространство со средством, совершающим возвратно-поступательное движение в этом пространстве, и наконечник, с возможностью отсоединения прикрепленный к концевой части, согласно изобретению указанное средство приводят в соприкосновение с мембранным средством, закрывающим пространство наконечника, предназначенное для размещения пробы жидкости, с обеспечением непроницаемости газом и жидкостью, содержащим мембрану, изготовленную из гибкого материала, деформируемого с возможностью восстановления формы для изменения объема пространства, отделенного мембраной от пространства для размещения пробы жидкости в наконечнике, с целью взятия пробы и/или ее удаления, и наконечник удаляют с концевой части всасывающего устройства путем передачи движения средства, совершающего возвратно-поступательное движение, наконечнику.
Предпочтительно средство, совершающее возвратно-поступательное движение, приводят в соприкосновение с поверхностью, сформированной оболочкой, образующей пространство для размещения пробы жидкости в наконечнике, с целью удаления наконечника с концевой части всасывающего устройства.
Предпочтительно средство, совершающее возвратно-поступательное движение, приводят в соприкосновение с поверхностью, образованной рамой мембранного средства в наконечнике, для удаления наконечника с концевой части всасывающего устройства.
Предпочтительно наконечник удаляют совместно с крепежным средством для крепления наконечника к концевой части всасывающего устройства путем приведения средства, совершающего возвратно-поступательное движение, в соприкосновение с поверхностью оболочки, образующей пространство для размещения пробы жидкости в наконечнике.
Предпочтительно в качестве средства, совершающего возвратно-поступательное движение, используют плунжер.
Наконечник согласно изобретению также может быть предназначен для лабораторной работы на основе PCR-способа, поскольку мембранное средство согласно изобретению в наконечнике одноразового использования препятствует загрязнению внутренних частей пипетки ДНК и РНК, а следовательно, перекрестному загрязнению различных проб и реакционных смесей.
Далее изобретение описано на рабочих примерах со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых на фиг.1 представлен вид в продольном сечении пипетки, функционирующей в качестве всасывающего устройства, несущего на себе заменяемый наконечник согласно изобретению, на фиг.2 - концевая часть пипетки согласно фиг.1 в увеличенном масштабе и прикрепленный к ней наконечник согласно изобретению, на фиг.3 - альтернативный вариант осуществления конструкции мембранного средства согласно фиг.2, на фиг.4 - продольное сечение концевой части пипетки, функционирующей в качестве всасывающего устройства, с прикрепленным к ней заменяемым наконечником согласно изобретению, на фиг.5, 6 и 7 - альтернативный вариант осуществления конструкции наконечника одноразового использования, выполненного согласно изобретению, на фиг.8 и 9 - альтернативные способы крепления наконечника одноразового использования, выполненного согласно изобретению, к концевой части всасывающего устройства, на фиг.1-9 подобные детали обозначены одинаковыми позиционными номерами.
На фиг.1 всасывающее устройство или пипетка в целом обозначена позиционным номером 1 и содержит корпус 2 и взаимосвязанную с ним концевую часть 3. В цилиндрическом воздушном пространстве 4 концевой части 3 в продольном направлении посредством скольжения перемещается плунжер 5. Дальний конец 6 концевой части 3 имеет отверстие 7, через которое плунжерное средство 5 может проходить в предназначенное для пробы пространство 9 наконечника 8 одноразового использования. В представленных на фигурах вариантах осуществления конструкции в пространстве 9 наконечника 8 одноразового использования находится проба 10 жидкости.
На фиг.2 представлен вариант осуществления конструкции согласно изобретению, в котором мембранное средство 11 с обеспечением уплотнения закреплено на внутренней стенке пространства 9 для пробы в наконечнике 8 одноразового использования. В этом варианте осуществления конструкции мембрану 12 крепят соответствующим способом, например за счет удерживания рамой 13, в предназначенном для пробы пространстве 9 наконечника 8 одноразового использования так, что она не будет входить в соприкосновение с пробой 10.
В другом предпочтительном варианте осуществления конструкции согласно изобретению, показанном на фиг.3, внутренняя поверхность пространства 9 для пробы в наконечнике 8 одноразового использования имеет выступы, плечи, штифты или иные средства 14, которые выдаются в пространство 9 для пробы и с которыми рама 13 может входить в соприкосновение.
Согласно иному варианту осуществления конструкции мембранное средство 11 предпочтительно крепят на стадии изготовления наконечника одноразового использования в пространстве 9 для пробы, находящемся в наконечнике 8, к его внутренней стенке, например, посредством сварки или иным приемлемым способом, который гарантирует обеспечение уплотнения, непроницаемого газом и жидкостью.
В предпочтительном варианте осуществления конструкции согласно изобретению рама 13 может быть приведена в соприкосновение с плечом 15 в плунжерном средстве 5, перемещающемся внутри концевой части 3 всасывающего устройства 1, для удаления наконечника 8 одноразового использования и мембранного средства 11, прикрепленного к нему, с концевой части 3 всасывающего устройства 1 при движении плунжерного средства 5. В другом альтернативном варианте осуществления конструкции удлиненная часть, взаимосвязанная с плунжером 5 и телескопически перемещаемая в продольном направлении по отношению к плунжеру 5 к удаленному концу 6 концевой части 3 всасывающего устройства 1 и от этого удаленного конца, приводится в движение к концу концевой части 3 с помощью соответствующих средств, действующих вручную из корпуса 2 всасывающего устройства 1, для соприкосновения с мембранным средством 11, за счет чего удлиненная часть толкает наконечник 8 одноразового использования и закрепленное в нем мембранное средство 11 для отделения от концевой части 3 всасывающего устройства 1.
На фиг.4 концевая часть всасывающего устройства обозначена позиционным номером 3. Плунжер 5 посредством скольжения перемещается в продольном направлении в цилиндрическом воздушном пространстве 4 концевой части 3. Конец 6 концевой части 3 имеет отверстие 7, через которое плунжерное средство 5 может выступать в пространство 9 для пробы в наконечнике 8 одноразового использования. Ко второму концу наконечника 8 одноразового использования, который должен быть прикреплен к всасывающему устройству, крепят мембрану 12, с тем, чтобы закрыть этот конец с обеспечением непроницаемости газом и жидкостью, причем мембрану 12 изготавливают из материала, который может эластично деформироваться. Мембрану крепят к поверхности оболочки, образующей пространство 9 для пробы в наконечнике 8 одноразового использования, соответствующим способом, гарантирующим обеспечение уплотнения, непроницаемого газом и жидкостью, например посредством сварки или приклеивания. Мембрана 12 также может быть прикреплена подобным способом к наружной поверхности упомянутой, выполненной в виде оболочки, стенки наконечника 8, причем предпочтительно во втором открытом конце наконечника 8 или вблизи от него.
На фиг.5 раскрыт вариант осуществления конструкции согласно изобретению, в котором выполнено обеспечивающее уплотнение крепление рамы 13 и мембраны 12, установленной на ней, ко второму концу наконечника 8 одноразового использования, с тем, чтобы закрыть этот конец способом, обеспечивающим непроницаемость газом и жидкостью. В этом варианте осуществления конструкции внутренняя поверхность круглой рамы 13 крепится к плечу на наружной поверхности во втором конце наконечника 8 одноразового использования.
На фиг.6 представлен вариант осуществления конструкции согласно изобретению, в котором мембрана 12 установлена на круглой раме 13, которая уплотняется о внутреннюю поверхность пространства 9 для пробы в наконечнике 8 одноразового использования, с тем, чтобы закрыть второй конец наконечника 8 способом, обеспечивающим непроницаемость газом и жидкостью. Наружная поверхность рамы 13 и внутренняя поверхность пространства 9 для пробы в наконечнике 8 одноразового использования в этом варианте осуществления конструкции представляют собой конические поверхности, уплотняющиеся относительно друг друга. В другом альтернативном варианте осуществления конструкции согласно изобретению внутренняя поверхность пространства 9 для пробы в наконечнике 8 одноразового использования имеет плечо 14, с которым рама 13 с установленной на ней мембраной 12 может быть приведена в соприкосновение для крепления рамы 13 ко второму концу наконечника 8 одноразового использования, чтобы закрыть этот конец способом, обеспечивающим непроницаемость газом и жидкостью.
На фиг.7 мембрана 12 прикреплена ко второму концу наконечника 8 одноразового использования посредством круглой рамы, втулки или иным подобным средством 13, которое уплотняет мембрану 12 способом, обеспечивающим непроницаемость газом и жидкостью, относительно оболочки, образующей в наконечнике 8 одноразового использования пространство 9 для пробы. В предпочтительном варианте осуществления конструкции согласно этому изобретению второй конец наконечника 8 имеет плечо, с которым средство 13 может быть приведено в соприкосновение. В одном из вариантов осуществления конструкции средство 13 может, например, представлять собой О-образное кольцо.
На фиг.8 представлено крепление наконечника 8 одноразового использования согласно изобретению к конической внутренней поверхности, образованной в дальнем конце 6 концевой части 3 всасывающего устройства. В этом варианте осуществления конструкции второй конец наконечника 8 одноразового использования входит в соприкосновение с плечом 17 на внутренней поверхности концевой части 3 всасывающего устройства. В альтернативном варианте осуществления конструкции согласно изобретению наконечник 8 одноразового использования имеет на своей наружной поверхности вблизи от второго конца этого наконечника 8 средство 18, например круглый выступ, который входит в соприкосновение с дальним концом 6 концевой части 3 всасывающего устройства, когда наконечник 8 прикреплен к всасывающему устройству в предназначенном для этого положении. Движение средства 5, перемещающегося в цилиндрическом пространстве, может быть передано наконечнику 8 одноразового использования, поверхности оболочки, образующей в нем пространство 9 для пробы, либо через соответствующие средства также и выступу 18 в наконечнике 8 для удаления наконечника с концевой части 3 всасывающего устройства.
На фиг.9 представлено крепление наконечника 8 одноразового использования, выполненного согласно изобретению, например, с помощью отдельного втулкообразного крепежного средства 20, к дальнему концу 6 концевой части 3 всасывающего устройства. Наконечник 8 согласно изобретению прикреплен к полой втулке 20, предпочтительно имеющей форму усеченного конуса, например, посредством круглого выступа 18 в наконечнике 8 и надлежащих удерживающих средств во втулке 20, например, таких, как плечики, с сочетанием втулки 20 и наконечника 8, в свою очередь, прикрепленным к дальнему концу концевой части 3 всасывающего устройства, например, предпочтительно посредством силы трения. Сочетание втулки 20 и наконечника 8 может быть удалено с концевой части 3 всасывающего устройства путем приведения плунжера 5 или взаимосвязанного с ним плеча 16 в соприкосновение с поверхностью, образованной оболочкой, формирующей в наконечнике 8 пространство 9 для пробы, или с поверхностью, образованной рамой 13 мембраны, прикрепленной к наконечнику 8, для удаления наконечника 8 и втулки 20 с концевой части всасывающего устройства. Перемещение плунжера 5 соответствующими средствами также может быть передано наконечнику 8 или находящейся в наконечнике 8 раме 13 для удаления наконечника 8 или сочетания наконечника 8 и втулки 20 с концевой части 3 всасывающего устройства.
В варианте осуществления конструкции согласно изобретению оболочка, образующая пространство 9 для пробы в наконечнике 8 одноразового использования, формирует поверхность 15 у второго конца наконечника 8, с которой плечо 16 на конце плунжера 5 может быть приведено в соприкосновение для удаления наконечника 8 одноразового использования с концевой части 3 всасывающего устройства, когда плунжер 5 перемещается за положения для взятия пробы и/или удаления пробы в направлении отверстия 7 в концевой части 3 всасывающего устройства, и из отверстия 7 в зависимости от конструкции всасывающего устройства.
Поверхность круглой рамы 13 в предпочтительном варианте осуществления конструкции согласно изобретению также может формировать поверхность, с которой плечо 16 на конце плунжера 5 может быть приведено в соприкосновение для удаления наконечника 8 одноразового использования с концевой части 3 всасывающего устройства, когда плунжер 5 перемещается в наружном направлении в концевой части 3 всасывающего устройства описанным выше способом.
Наконечник для всасывающего устройства и способ дозирования жидкости всасывающим устройством с предложенным наконечником относятся к химической промышленности и могут быть использованы для дозирования, перемещения, разжижения, титрирования и перемешивания жидкостей. Наконечник оснащен мембранным средством, закрывающим проход газа и жидкости способом, обеспечивающим непроницаемость газом и жидкостью, от первого конца наконечника к всасывающему устройству при прикреплении наконечника к всасывающему устройству. Мембранное средство содержит мембрану, изготовленную из непроницаемого газом и жидкостью гибкого материала, деформируемого с возможностью восстановления формы для изменения объема пространства, отделенного мембраной от пространства для размещения пробы жидкости. Мембрана приспособлена для соприкосновения со средством, совершающим возвратно-поступательное движение в цилиндрическом пространстве всасывающего устройства, с целью взятия пробы и/или ее удаления. Предложен также способ дозирования жидкости всасывающим устройством описанным выше наконечником. Конструкция данного наконечника и способ дозирования жидкостей с его использованием исключают загрязнение всасывающего устройства при его работе, что повышает качество его работы. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.
US 5343909 А, 06.09.1994 | |||
US 4444062 А, 24.04.1984 | |||
СРЕДСТВО, ОБЛАДАЮЩЕЕ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНЫМ ДЕЙСТВИЕМ | 2014 |
|
RU2549477C1 |
Пипетка | 1988 |
|
SU1773477A1 |
Авторы
Даты
2004-03-20—Публикация
1999-08-25—Подача