專利名稱：切割裝置的液體輸送設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體輸送和抽吸(即，流體吸取和輸送)設(shè)備，特別是一種與自動(dòng)控制系統(tǒng)連接并且允許液體輸送和抽吸設(shè)備的出口與容積式源—一般是一個(gè)注射器—之間最小管道連接的液體輸送和抽吸設(shè)備。
背景技術(shù)：
液體輸送設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)諸如蛋白質(zhì)、肽、糖類、脂類和核酸分子之類的生物分子以及糖蛋白之類的復(fù)雜生物分子的處理中使用。它們用于遠(yuǎn)距離地洗滌樣本生物分子，向樣本生物分子添加試劑，和從樣本生物分子抽取液體，所述生物樣本可以是從2d凝膠的斑點(diǎn)陣列中切下的一個(gè)斑點(diǎn)。試劑一般保存在微量滴定盤(pán)(MTP)中，并且吸取到一個(gè)稱為“吸頭(tip)”(或“zip tip”，如果包含色譜樹(shù)脂的話)的移液管中，然后自動(dòng)移動(dòng)到另一個(gè)包含樣本的MTP中。施加試劑和處理的特定順序取決于生物分子和希望的最終結(jié)果。例如，生物分子可以是一個(gè)為了MALDI-TOF分析而制備(消化)的蛋白質(zhì)。自動(dòng)液體輸送設(shè)備一般具有安裝在遠(yuǎn)離儀器的操作區(qū)的固定平臺(tái)上的注射器。這需要在注射器與液體輸送點(diǎn)，即，吸頭，之間使用較長(zhǎng)的管道。
這種方式的問(wèn)題在于，必須用一般是笨重的液體輸送設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部分?jǐn)y帶管道。此外，管道系統(tǒng)被液體污染，并且難于清洗和更換。
第二個(gè)問(wèn)題在于，因?yàn)橛晒艿老到y(tǒng)很長(zhǎng)、管道系統(tǒng)中的氣泡之類的原因造成了系統(tǒng)慣性，因此，管道系統(tǒng)的長(zhǎng)度使得難于精確地控制從設(shè)備的出口輸送液體。
本說(shuō)明書(shū)中包括的文獻(xiàn)、行為、材料、設(shè)備、文章等等的任何討論都只是為了提供本發(fā)明的背景。而不能認(rèn)為任何或所有這些論題形成了現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)部分，也不能認(rèn)為這些論題是有關(guān)本發(fā)明的領(lǐng)域中的公知的一般知識(shí)，好像是在本申請(qǐng)的每個(gè)權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日之前已經(jīng)在澳大利亞或其它任何地方存在。
本發(fā)明尋求提供一種解決了上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的改進(jìn)的液體輸送和抽吸設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于分配液體的設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)或更多的攜帶在一個(gè)活動(dòng)頭上的液體出口裝置，活動(dòng)頭一般安裝在一個(gè)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)上，以使活動(dòng)頭能夠在一個(gè)控制裝置的控制下在X、Y和Z方向上運(yùn)動(dòng)，其特征在于攜帶液體輸送模塊的活動(dòng)頭也攜帶了一個(gè)用于引起從該設(shè)備的一個(gè)或更多液體出口裝置分配液體的排代裝置。
活動(dòng)頭上攜帶著排代裝置的事實(shí)使得出口與抽吸設(shè)備—一般是一個(gè)注射器—之間的管道系統(tǒng)的長(zhǎng)度能夠大大地短于以前可能的長(zhǎng)度，從而使得管道系統(tǒng)維護(hù)和更換大大地簡(jiǎn)化。此外，較短的管道系統(tǒng)長(zhǎng)度意味著，使液體輸送操作過(guò)程中管道的膨脹和收縮最小，這又導(dǎo)致通過(guò)出口更為精確地輸送規(guī)定體積的液體，特別是5微升體積以下的液體。通常為了使用現(xiàn)有技術(shù)的遠(yuǎn)距離抽吸設(shè)備取得如此精確的規(guī)定體積液體輸送，需要使用具有大約100微升體積的注射器，以便提供要求的精度水平。但是，100微升的注射器不堅(jiān)固，需要時(shí)常維修和更換。利用本發(fā)明的系統(tǒng)，可以成功地使用較大的1毫升注射器。這種1毫升注射器比100微升注射器更堅(jiān)固，并且在需要更換之前可以使用更長(zhǎng)的時(shí)間。
一個(gè)通過(guò)一個(gè)單一管道連接到活動(dòng)頭的蓄水池，可以向注射器提供液體(一般是水)。
在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，將注射器和出口安裝在該裝置運(yùn)動(dòng)軸線的相對(duì)兩側(cè)。軸線一般是支撐活動(dòng)頭的梁或類似物所定義的水平X軸或Y軸。將注射器安裝在軸線的一側(cè)而把出口安裝在另一側(cè)，使得機(jī)器能夠更為緊湊。
通常把一排八個(gè)注射器和一排八個(gè)液體出口裝置安裝在活動(dòng)頭的兩側(cè)。在使用中，把移液管或吸頭連接到液體出口裝置，液體出口裝置可以簡(jiǎn)單地是管道系統(tǒng)的敞開(kāi)端。使用這些吸頭抽取和分配試劑、水、等等。在需要時(shí)丟棄吸頭并且更換干凈的吸頭。也可以使用包括樹(shù)脂的“Zip tips”。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，將八個(gè)注射器安裝在平行的軸線上，這些平行軸線在使用中一般垂直定向。但是，本系統(tǒng)足夠堅(jiān)固，允許有更大的注射器陣列，例如，八個(gè)每列有十二個(gè)注射器的縱列。
分配液體的設(shè)備優(yōu)選形成為樣本切割和輸送裝置的一個(gè)組件，ShimadzuCorporation和Proteome Systems Pty Ltd于2002年5月27日申請(qǐng)的、題目為“樣本收集和制備裝置”的國(guó)際專利申請(qǐng)中披露的這樣的樣本切割和輸送裝置，上述申請(qǐng)的內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。分配液體的設(shè)備定位在同切割頭一樣的機(jī)頭上，并且隨之在z-軸上上下運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，將一個(gè)離合器裝置提供在注射器運(yùn)動(dòng)軸上，離合器裝置在脫離時(shí)，使圓柱體相對(duì)于注射器的活塞固定，使得在頭上下移動(dòng)時(shí)，活塞和注射器體一同運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)嚙合時(shí)，使得注射器體相對(duì)于活塞釋放，使得模塊在垂直方向上下移動(dòng)時(shí)，活塞相對(duì)于注射器體運(yùn)動(dòng)。提供了閥門(mén)以控制液體通過(guò)出口的流動(dòng)，但是，離合器減小液體輸送注射器中的磨損，因此，在凝膠切割過(guò)程中離合器脫離嚙合。


以下參考附圖，僅以舉例的方式，說(shuō)明本發(fā)明的特定實(shí)施例，其中圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的分配和抽吸液體的液體輸送設(shè)備的樣本切割和制備裝置的側(cè)視圖；圖2是圖1中所示裝置的俯視圖；圖3是一個(gè)注射器和雙向閥的示意圖；
圖4是液體輸送設(shè)備的前視圖；和圖5是圖4的液體輸送設(shè)備的后視圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，用10總體指示的裝置包括一個(gè)支撐著一個(gè)掃描器14的底盤(pán)12。掃描器可以是一個(gè)高解析度“臺(tái)式”掃描器，并且包括一個(gè)玻璃臺(tái)16，在玻璃臺(tái)16上可以放置凝膠中的或支撐在膜上的蛋白質(zhì)之類的生物分子的二維陣列。與掃描器相鄰，有四個(gè)微滴定盤(pán)(MTP)18，一個(gè)384穴MALDI靶盤(pán)20，盛放移液管吸頭和/或“Zip tip”30的箱體22，盛放各種溶劑和試劑的碟24，和一個(gè)盛放純水的384穴MTP 26。
安裝以在掃描器上方移動(dòng)的是一個(gè)機(jī)頭28，機(jī)頭28包括一個(gè)切割工具29，和一個(gè)包括八個(gè)相鄰液體輸送出口34的八通道液體輸送裝置32(最好見(jiàn)圖4和5)。機(jī)頭沿X軸36運(yùn)動(dòng)，X軸又在兩個(gè)Y軸38a、38b之間伸展，并且由這兩個(gè)Y軸支撐。機(jī)頭包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)切割工具在垂直方向上上下移動(dòng)的Z軸驅(qū)動(dòng)器40，和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)液體輸送裝置的平行W軸42。因此，機(jī)頭不僅可以沿平行于底座表面的相互垂直的水平X和Y方向運(yùn)動(dòng)，而且可以沿垂直的Z方向運(yùn)動(dòng)，從而能夠通過(guò)切割工具29切割和抽取支撐在玻璃臺(tái)16上的陣列的指定部分。也可以移動(dòng)機(jī)頭，從而使液體輸送出口34攜帶的液體輸送吸頭30定位，以從溶劑碟24或MTP 26抽吸試劑/溶劑，和把抽吸的試劑/溶劑分配到已經(jīng)從凝膠切割下來(lái)的并且放置在微滴定盤(pán)18中的樣本上。也可以把試劑就地分配到凝膠中的樣本上。Z軸也控制吸頭30的垂直高度。未示的控制裝置控制該裝置的操作。
液體輸送裝置32包括一個(gè)攜帶八個(gè)液體輸送出口34的移液管載體33。出口可以容納普通吸頭或zip tips 30。每個(gè)液體輸送出口通過(guò)一個(gè)短長(zhǎng)度的管道58連接到一個(gè)液體輸送器38，以便能夠分配和抽吸水。液體輸送器包括八個(gè)平行雙向液體輸送注射器40。如圖3中所示，根據(jù)閥的狀態(tài)，每個(gè)注射器經(jīng)過(guò)雙向閥42連接到連接于一個(gè)儲(chǔ)液池的管道41，或者連接到連接于一個(gè)如圖3中所示的探頭的管道58。注射器體是固定的，并且驅(qū)動(dòng)器/活塞桿46可以通過(guò)W軸驅(qū)動(dòng)器46移動(dòng)，W軸驅(qū)動(dòng)器46將液體吸入注射器，和把液體從注射器排出。
液體輸送注射器成組地排列在一起，并且由W軸機(jī)器人驅(qū)動(dòng)。一個(gè)在凝膠切割操作中將液體提供到凝膠的凝膠切割注射器也與液體輸送注射器組合在一起。各個(gè)閥在控制裝置的控制下并行操作。注射器經(jīng)過(guò)一個(gè)離合器連接到W軸。所有注射器由同一機(jī)器人驅(qū)動(dòng)。如果不提供離合器，每次凝膠切割注射器操作時(shí)，液體輸送注射器都要操作。盡管由于閥門(mén)確定液體流動(dòng)而并不影響液體輸送處理，但是，這將導(dǎo)致液體輸送注射器上更大的磨損，從而使離合器在凝膠切割過(guò)程中脫離嚙合。但是，在一個(gè)替代實(shí)施例中，可以省去離合器。
兩個(gè)向注射器提供液體(一般是純水)的儲(chǔ)液池設(shè)置在儀器的最高點(diǎn)，以最大地發(fā)揮重力饋送效果。
饋送是經(jīng)過(guò)沿用于控制移動(dòng)W和Z軸的控制導(dǎo)向索的管道進(jìn)行的。一個(gè)儲(chǔ)液池饋送道是一個(gè)進(jìn)入到一個(gè)連接W軸42上的8個(gè)注射泵的集管器的單一管道。第二儲(chǔ)液池饋送也是通過(guò)一個(gè)連接到位于W軸驅(qū)動(dòng)器42上的切割頭注射泵的單一管道進(jìn)行的。
如上所述，一組管子58把注射器從W軸連接到安裝在Z軸上的切割頭和移液管吸頭。管道從安裝塊60上方通過(guò)。這是溝通泵與吸頭之間的可能的最短路徑。注射泵和吸頭共同定位在同一活動(dòng)頭上，使得隨泵與吸頭之間長(zhǎng)管道路徑而發(fā)生的氣泡和液力效應(yīng)減至最小。
在樣本分割處理過(guò)程中，探頭從位于右吸液器上的穴中“蘸取和吸啜(dip and sip)”適當(dāng)?shù)娜芤骸?br> 為了分配廢液，探頭移動(dòng)到一個(gè)也在右吸液器上的廢液點(diǎn)，在這里使廢溶液排出吸液器，并且虹吸到儀器之外。
熟悉本領(lǐng)域的人員應(yīng)當(dāng)知道，可以對(duì)特定實(shí)施例中所示的本發(fā)明進(jìn)行多種改變和/或修改，而不脫離廣義說(shuō)明的本發(fā)明的精神和范圍。因此，應(yīng)當(dāng)把這些實(shí)施例看成是說(shuō)明性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于分配液體的設(shè)備，包括一個(gè)或更多的攜帶在一個(gè)活動(dòng)頭上的液體出口裝置，活動(dòng)頭安裝在一個(gè)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)上以便能夠在一個(gè)控制裝置的控制下使活動(dòng)頭在X、Y和Z方向上運(yùn)動(dòng)，其特征在于造成液體從設(shè)備的一個(gè)或更多液體出口裝置分配的排代裝置也由攜帶液體輸送出口裝置的活動(dòng)頭攜帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于分配液體的設(shè)備，其中排代裝置包括一個(gè)注射器，并且液體輸送出口裝置包括可以容納可取下吸頭的移液管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于分配液體的設(shè)備，其中該設(shè)備包括多個(gè)平行安裝的注射器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于分配液體的設(shè)備，其中注射器和出口安裝在裝置的運(yùn)動(dòng)軸的相對(duì)兩側(cè)，活動(dòng)頭是沿裝置的運(yùn)動(dòng)軸布置運(yùn)行的。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的用于分配液體的設(shè)備，其中儲(chǔ)液池通過(guò)用于把液體提供到排代裝置的單一管道連接到活動(dòng)頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任何一個(gè)所述的用于分配液體的設(shè)備，其中有八個(gè)或更多的注射器安裝在使用時(shí)一般是垂直定向的平行軸上。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的用于分配液體的設(shè)備，其中分配液體的設(shè)備位于與切割頭相同的機(jī)頭上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任何一個(gè)所述的用于分配液體的設(shè)備，其中在注射器運(yùn)動(dòng)軸上提供有一個(gè)離合裝置，離合裝置在脫離嚙合時(shí)，使注射器筒體相對(duì)于注射器活塞固定，從而當(dāng)頭上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞與注射器體一起運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)離合裝置嚙合時(shí)，相對(duì)于活塞釋放注射器體，從而當(dāng)模塊在垂直方向上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞相對(duì)于注射器體運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任何一個(gè)所述的用于分配液體的設(shè)備，其中提供了一個(gè)或更多的閥，用于控制液體流向注射器和從注射器流出。
全文摘要
一種用于分配液體的設(shè)備(32)，包括一個(gè)或更多的攜帶在活動(dòng)頭(28)上的出口裝置(34，36)。該設(shè)備形成了一個(gè)用于從攜帶在凝膠中的一個(gè)生物分子斑點(diǎn)陣列切割這種斑點(diǎn)的自動(dòng)操作裝置(29)的一部分?；顒?dòng)頭安裝在一個(gè)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)上，以使活動(dòng)頭能夠在控制裝置的控制下在X、Y和Z方向上運(yùn)動(dòng)。一個(gè)用于造成液體從設(shè)備的一個(gè)或更多液體出口裝置分配的排代裝置也由攜帶液體輸送出口(34，36)的活動(dòng)頭攜帶，以便能夠大大縮短出口與抽吸設(shè)備(38)—一般是一個(gè)注射器—之間的管道(58，未示出)的長(zhǎng)度。這意味著可以使液體輸送操作過(guò)程中管道的膨脹和收縮最小，從而意味著通過(guò)出口(34，36)輸送更精確規(guī)定體積的液體。注射器(38)和出口(34，36)安裝在裝置的運(yùn)動(dòng)軸的相對(duì)兩側(cè)，使得機(jī)器更為緊湊。軸一般是由支撐活動(dòng)頭的梁等定義的水平X軸或垂直Y軸。
文檔編號(hào)B01L99/00GK1535381SQ02810594
公開(kāi)日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2002年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者安德魯·亞瑟·古利, 安德魯 亞瑟 古利, 拉姆斯登, 羅伯特·拉姆斯登, 韋伯, 庫(kù)爾特·韋伯 申請(qǐng)人:普羅托姆系統(tǒng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司, 島津株式會(huì)社