[发明专利]用于抽吸和/或分配液体的液体处理仪器和移液头以及方法

说明书

公开了一种用于抽吸和/或分配液体的液体处理仪器和移液头以及方法。即，提供了一种自动化液体处理仪器，以用于使用至少一个移液头并且通过使用正排量式移液管吸头从源介质抽吸和/或分配液体到目标介质，其中，正排量式移液管吸头包括移液管吸头和移液管柱塞。液体处理仪器的移液头包括板、螺纹杆、马达、正时(或驱动)带和定制正时滑轮/螺母的布置。移液头进一步包括移液管柱塞夹紧机构和移液管吸头夹紧机构的布置，移液管柱塞夹紧机构以及移液管吸头夹紧机构表征为零插入力夹紧机构。

相关申请的交叉引用

本公开的主题涉及于2019年1月28日提交的名称为“用于抽吸和/或分配液体的仪器和方法”的美国临时专利申请第62/797,687号；其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的主题通常涉及液体处理方法，并且更具体地涉及一种用于抽吸和/或分配液体的液体处理仪器和移液头以及方法。

背景技术

自动化液体处理仪器包括用于在指定的容器之间转移特定量的液体(诸如试剂或样本等)的机器人。液体处理仪器可用于多种应用，包括细胞生物学、基因组学、法医学和药物研究。仪器辅助人类反复作业：转移宽范围的体积的液体，以改进操作的速度和效率，以及所递送体积的精度和准确度。使液体处理过程自动化的优点包括增加操作的产量和效率以及消除人为错误。

在常规的液体处理仪器中，在仪器与移液管吸头中的每个移液管吸头之间通常存在密封接口。该密封接口通常是可压缩的橡胶O形环，该可压缩O形环需要在仪器的使用期限期间定期维护和/或更换。可压缩橡胶O形环还在移液管吸头插入过程中具有高摩擦的缺点，这最终需要：(1)强有力的致动器来实现所必需的向下力，以及(2)强/重的机械结构来处理来自多个O形环的高摩擦以便为多个移液管吸头(例如，与96个孔样本板一起使用的96个移液管吸头)实行可靠的密封接口。例如，在常规的液体处理仪器中，一个移液管吸头可能需要约100克的插入力，并且因此用于该吸头的致动器必须提供约100克的向下力。因此，在处理例如96个移液管吸头的多通道液体处理仪器中，致动器必须能够承受约9.5千克的向下力。因此，需要具有能够处理高力的强/重机械支撑结构的强有力的致动器。

发明内容

本主题描述了一种用于使用移液管吸头来抽吸和/或分配液体的仪器和方法。在一个实施例中，液体处理仪器可以包括：带有仪器平台的仪器壳体；位于仪器平台上方的移液头；以及可移除式托盘，仪器平台支撑可移除式托盘。

可移除式托盘可以包括手柄。可移除式托盘可以支撑一个或多个微孔板(microplate)，以及在一个或多个微孔板的顶部的吸头盒(tip caddy)。可移除式托盘可以具有被适配成用于扫描或读取的唯一标识号。唯一标识号可以包括二维(2D)条形码或射频识别标签。

机器人技术仪器(robotics instrumentation)和控制器也可以包括在该仪器中。例如，机器人技术仪器能够控制移液头相对于仪器平台的移动，并且控制器能够执行程序指令。

该仪器可以进一步包括一个或多个正排量式移液管吸头，移液头可以是与多定位台集成的多通道移液头，以用于操纵一个或更多个正排量式移液管吸头。

移液头可以进一步包括：相对于四个螺纹杆堆叠布置的多个板；一个或多个马达，该一个或更多个马达驱动一个或更多个各自的正时带，该一个或更多个马达由多个板支撑；以及顶部加热安装板(top heat mounting plate)。

多个板可以大致是矩形的，四个螺纹杆可以被布置成与多个板的四个角相关的大致矩形的配置。在一个实施例中，多个板可以是沿着四个螺纹杆从底部到顶部依次布置的八个板。

底板可以被保持固定在四个螺纹杆的底端处，顶板可以被保持固定在四个螺纹杆的顶部处，其余的板可以布置在顶板与底板之间并且能够沿着四个螺纹杆移动。