CN111278566B - 机械式采样移液管的功能附件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于手动致动的机械式采样移液管(1)的附件(2)，该附件旨在围绕形成抓握部的移液管上部主体(4)可逆地安装，该附件包括附件主体(36)以及用于将附件主体附接至移液管上部主体(4)的装置。附件(2)还包括：a)电源模块(82)；b)由所述电源模块(82)供电的至少一个传感器(83、88、91、93)；选自以下模块中的至少一个模块：c)用于显示由传感器获得的数据的模块(90)；d)旨在根据由传感器获得的数据而被激活的警报模块(94)；e)无线通信模块(96)。

Description

机械式采样移液管的功能附件
技术领域
本发明涉及用于在容器或者类似物中收集和分配液体的收集移液管的领域，也称为实验室移液管或者液体转移移液管。
本发明涉及的移液管更具体地是手动致动的机械式移液管。这些移液管在液体收集和分配操作中应由操作者用手握持。这些操作是通过经由操作者的拇指在控制旋钮上施加致动压力而使该旋钮移动来实现的。该致动压力被传输到移液管活塞，移液管活塞的位移使液体被抽吸或者分配。出于信息目的，应注意，机械式移液管与所谓的电子移液管不同，在电子移液管中，活塞的运动不是由操作者施加的力产生的，而是通过电机接收来自在旋钮上施加压力的同一操作者的命令而产生的。
背景技术
对于生命的可追溯性和利用移液管执行的操作的需求日益增长，特别是在维护跟进方面。额外地，对实时移液辅助的需求也在增长。
为了满足这些需求，手动致动的机械式移液管通常需要对其设计进行重大改变以整合成新功能。然而，这些重新设计的工作结果是冗长且昂贵的。
发明内容
为了至少部分地满足上述需求而又不产生对机械式移液管进行重大重新设计的缺点，本发明的一个目的在于提供一种用于手动致动的机械式收集移液管的附件，该附件围绕形成移液管上部主体的手柄可逆地安装，所述附件包括附件主体以及用于将附件主体附接至移液管上部主体的附接装置，附件还包括附接至附件主体和/或所述附接装置的以下部件：
a)电源模块；
b)至少一个传感器(83、88、91、93)，由所述电源模块(82)供电；和
-选自以下模块中的至少一个模块：
c)模块(90)，用于显示由所述传感器获得的数据；
d)警报模块(94)，取决于由所述传感器获得的数据而被激活；
e)无线通信模块(96)，使得所述附件(2)一方面能够与所述传感器通信，并且另一方面与远离所述移液管布置的信息处理设备(95)通信。
因此，本发明提供了一种简单、有效和廉价的响应，以确保生命和使用移液管执行的操作的可追溯性，和/或向其提供实时移液辅助。
因此，根据本发明的附件被提供为像形成壳体一样被固定在形成移液管上部主体的手柄上。因此，为了以合理的成本简单地进行功能化，它可以很容易地适应现有机械式移液管的设计。借助于根据本发明的该附件，机械式移液管可以有利地具有通常专用于电子移液管的功能。
本发明另外具有单独或者组合采用的至少以下任选特征。
该附件还包括附接至附件主体和/或附接装置的以下元件中的至少一个：
f)用于处理由传感器获得的数据的微控制器；
g)实时时钟，用于为移液操作加上时间戳和/或监视维护操作，例如监视下一次要执行的校准。
此外，所述至少一个传感器对应于以下元件中的至少一个：
-加速度计；
-力传感器；
-一个或多个环境传感器，其中包括大气压传感器和环境空气温度传感器；和
-红外传感器，用于测量由移液管收集的样品的温度。
当然，在不脱离本发明的范围的情况下，其他传感器当然可以嵌入附件中，以增强可追溯性和/或移液辅助功能。
优选地，所述警报模块是声音、和/或灯光、和/或触觉类型的。
优选地，所述无线通信模块是蓝牙类型的。
附件主体包括食指支撑卡钩，用于形成在移液操作期间对于操作者的食指的轴向止挡件，所述操作者的食指握持配备有附件的移液管，所述卡钩优选地限定作为所述附接装置的一部分的槽，所述槽用于接收设置在形成移液管上部主体的手柄上的食指支撑卡钩。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，附件可以不集成这样的卡钩并且位于移液管上部主体的卡钩下方。
优选地，所述食指支撑卡钩承载元件a)至元件g)中的至少一个，并且优选地布置在该卡钩的下部部分处的力传感器。
优选地，所述食指支撑卡钩使用安装在彼此上的两个不同的部分制成，其中，所述卡钩的上部和卡钩的下部在组装时在其之间限定所述槽。
优选地，附件主体还包括中央部分，该中央部分沿着移液管的上部主体轴向地延伸，并且优选地具有形成观察窗的开口。
所述中央部分承载元件a)至元件g)中的至少一个，并且优选地承载电源模块。
所述中央部分将在移液管上部主体的基本上整个长度上，优选地在1-2cm之间的宽度上并且优选地在0.1至0.5cm之间的厚度上延伸。
最后，附件主体的附接装置包括用于围绕移液管上部主体的环和/或用于部分地围绕该移液管上部主体的夹具。
本发明的另一个目的是一种套件，其包括手动致动的机械式收集移液管，以及围绕形成移液管上部主体的手柄可逆地安装的附件。
优选地，移液管包括配备有至少一个额外传感器的移液旋钮，该额外传感器能够与设置附件中的所述无线通信模块通信。
最后，移液管包括用于显示要收集的体积的装置，该装置可通过设置在移液管上部主体上的窗口看到，并且在移液管上的组装配置中，附件的中央部分的所述开口与所述移液管上部主体的所述窗口重合。
本发明的其他优点和特征将在下面的非限制性详细描述中出现。
附图说明
将参考附图进行描述，在附图中：
-图1表示根据本发明的优选实施例的套件的立体图，该套件包括机械式移液管以及附件，附件以未安装在移液管上的状态表示；
-图2表示在先前附图中示出的套件的侧视图，该套件仍处于附件的未安装状态；
-图3表示类似于图1的视图，其中附件以安装在移液管上的状态表示；
-图4是沿图3的IV-IV线截取的剖视图；
-图5是在先前附图中示出的附件的卡钩的上部的仰视图；
-图6是在先前附图中示出的套件的立体图，处于将附件安装在移液管上时所呈现的状态中；以及
-图7A至图7D示出了移液管附件的其他优选实施例。
具体实施方式
参考图1至图5，表示了根据本发明的优选实施例的套件100。套件100包括手动致动的机械式收集移液管1，其能够自主操作。它还包括用于配备移液管的附件2，以便为其提供可追溯性和/或实时移液辅助功能。设置附件2以当其安装在移液管1上时自主地操作。
首先，关于移液管1，其通常包括上部主体4，该上部主体4形成用于在移液操作期间由操作者抓握的手柄。该移液管上部主体4在顶部具有径向向外突出的食指支撑卡钩6。上部主体4在中央部分具有窗口12，操作者可以通过该窗口12读取由设置在上部主体4内部的用于显示要收集的体积的装置14传递的信息。该装置14优选是现有技术的具有齿轮的机械装置。
移液管底部部分8通过夹紧环10安装在手柄上，形成主体4。该底部部分8还配备有腔室16，在移液操作中，活塞(未表示)通过该腔室16轴向滑动。
移液管还包括穿过上部主体4的弹出器20，以便于在移液管的顶部露出弹出旋钮22。该弹出器20还向下延伸，并且其弹出端24围绕腔室16滑动。
在移液管的顶部，控制杆26轴向向上突出。在其顶端处设置有控制旋钮30，其优选地配备有至少一个传感器32，这将在下文中讨论。该传感器32在图2中示意性地表示。在其底端处，控制杆26与现有技术中已知的复位弹簧***相关联地驱动移液管活塞位移。
附件2将被可逆地安装到该机械式移液管1，并且更精确地围绕移液管上部主体4安装。
为此，附件2包括附件主体36，用于将该附件主体36附接至移液管上部主体4的装置以及用于使该自主附件功能化的装置。
首先，关于该附件的结构部分，本文中主体36包括：中央部分40，用于沿移液管上部主体4的基本上整个长度轴向地延伸；以及食指支撑卡钩42，其布置在中央部分40上方。后者沿着吸液管上部主体4的位于食指支撑件6的向下轴向延伸部中的区域作为狭窄的细条带延伸。
作为非限制性示例，条带40的长度可以在3至10cm的数量级，其宽度在1至2cm之间，并且其厚度在0.1至0.5cm之间。
条带40可以是实心的，或者优选地设置有形成观察窗的开口50。在如图3中所示的安装状态下，即附件在移液管上的组装配置中，该附件的开口50与上部主体4的窗口12重合。因此，通过开口50与窗口12的重叠，操作者可以读取由装置14传递的信息以显示要收集的体积。
进而利用优选地通过卡扣配合安装在彼此上的两个不同的部分形成卡钩42。它是卡钩上部部分52和卡钩下部部分54，后者可以是与附件主体36的中央部分40的单个件。部分54的下表面56形成轴向止挡件，用于在移液操作过程中，操作者的食指握持配备有附件的移液管。
为了确保卡扣配合连接，卡钩上部部分52在其内表面58配备有一个或多个径向向下突出的爪60。这些爪60与从卡钩下部部分54的内表面64向上突出的其他爪62配合。
卡钩42在其两个部分52、54之间限定槽66，该槽是用于将附件附接至移液管的装置的一体部分。如在图4中更好地看到的，槽66实际上被移液管的食指支撑卡钩6部分地填充，其远端71被夹在所有的爪60、62之间，并且环形突出部70从卡钩上部部分52的内表面58向下延伸。为了确保在这些部件之间阻挡，所有的爪60、62、食指支撑件6的远端71以及与该端配合的环形突出部70的一部分每个形成为圆弧形，以便于具有互补形状的表面。此外，环形突出部70伸入移液管的食指支撑件6的凹入区域72。还应注意的是，在附件的安装状态下，将卡钩42与移液管的卡钩6邻接使得该卡钩6可以做得更长，从而为操作者提供了更好的人体工程学。
因此，槽66以及元件60、62、70一起形成了用于将附件2附接至移液管上部主体4的上部装置。为了使这些装置完整，附件在其中央部分40的底端处配备有用于完全围绕移液管上部主体4的下部部分的附接环74。环74围绕移液管上部主体4的底端，并且因此具有与该主体4的形状互补的形状。优选地，在两个元件4、74之间仅设置有安装件间隙，其中的环优选地与附件主体36的中央部分40和卡钩下部部分54制成单个件。在这方面，该单个件优选地由塑料材料制成，例如聚丙烯类型或者任何其他可注射的塑料材料。在安装状态下，环74位于移液管的夹紧环10的正上方。
通过这种结构，附件2具有多个区域，部件可以附接在该多个区域中以使移液管功能化。具体地，在卡钩42处具有第一区域76，在开口50上方具有第二区域78，以及在同一开口50下方具有第三区域80。具体说明了第一区域76实际上可以由卡钩42内的多个不同的子区域形成，每个子区域容纳一个或多个部件。第二区域78和第三区域80也是如此。
优选地，部件被嵌入在这三个区域76、78、80的每一个中。现在将参考图1描述示例性实施例，但是在不脱离本发明的范围的情况下，具体说明了部件在不同区域中的分布可以修改。
首先，在区域80中布置有电源模块82，该区域80还容纳红外型传感器83，用于测量由移液管收集的液体样品的温度。模块82采取例如简单的电池的形式。
还设置了用于处理由附件的传感器获得的数据的微控制器84，以及用于对移液操作和/或监视维护操作进行时间标记的实时时钟86，例如监视将要执行的下一次校准。部件84、86两者优选地布置在卡钩的区域76中，就如同一个或多个环境传感器88一样，作为环境空气温度传感器以及大气压传感器。与模块2中嵌入的所有其他可能的传感器和其他部件一样，这些传感器也由模块82供电。
卡钩的区域76还容纳有模块90，该模块90用于显示由传感器获得的并且可能由微控制器84处理的数据。该任选的显示模块优选地位于卡钩上部部分52上，用于为操作者提供完美的可读性。
同样，图4中所描绘的力传感器91可以配备在卡钩下部部分54上。由操作者的食指在该卡钩下部部分54上引起的反作用力实际上使活塞运动得以巧妙地跟随。食指在该部分54上的每个反作用力值对应于活塞的复位弹簧***的精确偏转量，该偏转量又对应于活塞沿着其抽吸/分配冲程的精确位置。举例来说，利用该力传感器91可以确定到达排放阶段的活塞，并且因此使用这些数据来记录配备有该附件的移液管执行的移液操作的次数。
中间区域78优选地容纳加速度计93，该加速度计93能够执行一个或多个检测，其中包括收集锥接合检测、收集锥弹出检测、锥接合方法顺应性检测、移液期间的移液管角度、或者甚至在抽取要收集的液体时执行移液管稳定性监控。
卡钩的区域76还可以容纳警报模块94和无线通信模块96。模块94用于取决于由传感器获得的数据来激活警报，该警报可以是声音、和/或灯光、和/或触觉类型的。无线通信模块96，优选地为蓝牙或者Wi-fi类型，进而被设计为使得附件能够一方面与传感器通信，并且另一方面与远离移液管布置的远程信息处理设备通信。该设备95可以是平板电脑、PC、智能手机类型等，并且记录在移液操作期间由传感器提供的数据解释的任何事件。例如，在移液操作期间测量的压力值被传输到信息处理设备，该信息处理设备实时绘制表示测量的压力随时间变化的曲线。对获得的曲线的分析使得能够在移液操作期间检测到异常，并且可以借助于警报模块94实时地触发警报。
通常，无线通信模块96向设备95发送包含每个传感器提供的所有信息的消息，该设备95将发送的信息与当前移液规程步骤中的预期结果进行比较。额外地，对由信息处理设备95收集的信息进行交叉检查。如果信息处理设备在执行规程中检测到异常，则其借助于无线通信模块96将错误信号发送回附件2。附件的相关模块94在接收到该错误信号后立即生成警报信号。这样，操作者可以立即对异常做出反应，例如，通过校正他的/她的移液管的倾斜度使其符合规程。
此外，如果当前日期是在下一个维护或者控制日期之后，则向操作者发送警报，通知他/她无法使用移液管和/或附件。
这样基于传感器采集的信息并与信息处理设备95中继的信息进行比较而列出的警报，使得可以增强对移液规程的执行的控制，而无需要求操作者亲自进行这些验证。
然而，应注意，本发明还涵盖其中传感器所采集的数据仅在在显示模块90上显示和/或经由专用模块94产生警报而无需事先传输到远程信息处理设备的附件。
关于记录周期数或者布置在卡钩下部主体54的表面56上的力传感器91的数据的任何其他用途，这些数据可以在附件中和/或经由无线通信模块96在处理设备95中使用。
此外，该无线通信模块96使附件2能够与布置在控制旋钮30中的传感器32进行通信。这些传感器可以是任何性质的，例如上面示出的配备附件的一个或多个传感器，并且这些传感器被偏移到旋钮30中。
附件的上述部件可以通过常规方式，例如通过粘接、软钎焊、铜焊、包覆模制或者封装而附接至附件主体36。
现在参考图6，表示了将附件2安装在移液管1上时的套件。首先，将单个件40、54的部分放置就位，使得其附接环74(在图6中不可见)围绕移液管上部主体4。然后，将附件主体36的中央部分40压靠移液管主体4，以及卡钩下部部分54被压靠该移液管的食指支撑卡钩6。在图6中所示的该中间安装状态下，卡钩6的远端71被布置成抵靠卡钩下部部分54的卡扣爪62。
然后，将卡钩上部部分52从上方拿起，然后通过使其爪60与卡钩下部部分54的爪62配合而卡扣配合到组件上，同时将其环形突出部70引入到食指支撑件6的凹入区域72中。
最后，图7A至图7D示出了附件2的其他实施例，其仍然集成了所有或者部分之前描述的部件。
在这方面，图7A表示附件2，该附件2的结构限于在先前附图中所示的第一实施例的单个卡钩42。但是，这是一个大体积的部件，在其中可以植入大量旨在使附件功能化的部件。
在图7B中，卡钩42仅包括第一模式的中央部分40中的一部分，这个部分40没有附接装置，并且仅被按压在移液管上部主体上。对于图7C的示例也是如此，其中央部分向下制作得更长一些，直到它与开口50成为一体为止。
图7D的示例与第一实施例的区别仅在于用于附接附件2的下部装置的形式，该下部装置不再由完整的环制成，而是由作为不完整的环的夹具74'制成，用于部分地围绕移液管上部主体。该夹具74’的优点是能够横向***移液管上部主体，而无需拆卸该移液管的底部部分。
还应注意，在不脱离本发明范围的情况下，附件可以没有卡钩42。
当然，本领域技术人员可以提供对上文仅通过非限制性示例的方式描述的本发明的各种修改，并且本发明的范围由所附权利要求限定。例如，附件可以没有形成窗口50的开口50。

Claims (15)

1.一种用于手动致动的机械式收集移液管(1)的附件(2)，所述附件围绕形成移液管上部主体(4)的手柄可逆地安装，所述附件包括附件主体(36)以及用于将所述附件主体附接至所述移液管上部主体(4)的附接装置(60、62、66、70、74、74')，所述附件(2)还包括附接至所述附件主体和/或所述附接装置的：
a)电源模块(82)；
b)至少一个传感器(83、88、91、93)，由所述电源模块(82)供电；和
以下的至少一个模块：
c)模块(90)，用于显示由所述传感器获得的数据；
d)警报模块(94)，取决于由所述传感器获得的数据而被激活；
e)无线通信模块(96)，使得所述附件(2)一方面能够与所述传感器通信，并且另一方面能够与远离所述移液管布置的信息处理设备(95)通信。
2.根据权利要求1所述的附件，其特征在于，所述附件还包括附接至所述附件主体(36)和/或所述附接装置的以下元件中的至少一个：
f)微控制器(84)，用于处理由所述传感器获得的所述数据；
g)实时时钟(86)，用于对移液操作进行时间标记和/或用于监视维护操作。
3.根据权利要求1所述的附件，其特征在于，所述至少一个传感器对应于以下元件中的至少一个：
加速度计(93)；
力传感器(91)；
一个或多个环境传感器(88)，其中包括大气压传感器和环境空气温度传感器；和
红外传感器(83)，用于测量由所述移液管收集的样品的温度。
4.根据权利要求1所述的附件，其特征在于，所述警报模块(94)是声音、和/或灯光、和/或触觉类型。
5.根据权利要求1所述的附件，其特征在于，所述无线通信模块(96)是蓝牙类型。
6.根据权利要求1所述的附件，其特征在于，所述附件主体(36)包括食指支撑卡钩(42)，用于在移液操作期间形成操作者的食指的轴向止挡，所述操作者的食指握持配备有所述附件(2)的移液管(1)，所述卡钩(42)限定作为所述附接装置的一部分的槽(66)，所述槽用于接收设置在形成移液管上部主体(4)的手柄上的食指支撑卡钩(6)。
7.根据权利要求6所述的附件，其特征在于，所述食指支撑卡钩(42)承载元件a)至元件g)中的至少一个，并且承载布置在所述卡钩的下部部分(54)处的力传感器(91)。
8.根据权利要求6所述的附件，其特征在于，所述食指支撑卡钩(42)由安装在彼此上的两个不同的部分制成，其中在组装时，所述槽(66)被限定在卡钩上部部分(52)和卡钩下部部分(54)之间。
9.根据权利要求1所述的附件，其特征在于，所述附件主体(36)还包括中央部分(40)，所述中央部分沿所述移液管的所述上部主体(4)轴向地延伸，并且具有形成观察窗的开口(50)。
10.根据权利要求9所述的附件，其特征在于，所述中央部分(40)承载元件a)至元件g)中的至少一个，并且承载所述电源模块(82)。
11.根据权利要求9所述的附件，其特征在于，所述中央部分(40)在所述移液管上部主体(4)的基本上整个长度上、在1-2cm之间的宽度上和在0.1至0.5cm之间的厚度上延伸。
12.根据前述权利要求中任一项所述的附件，其特征在于，所述附件主体的附接装置包括用于围绕所述移液管上部主体(4)的环(74)和/或用于部分地围绕所述移液管上部主体的夹具(74')。
13.一种套件(100)，包括手动致动的机械式收集移液管(1)以及根据前述权利要求中任一项所述的附件(2)，用于围绕形成移液管上部主体(4)的手柄可逆地安装。
14.根据权利要求13所述的套件，其特征在于，所述移液管包括移液旋钮(30)，所述移液旋钮(30)配备有至少一个额外传感器(32)，所述额外传感器能够与设置在所述附件(2)中的所述无线通信模块(96)通信。
15.根据权利要求13或14所述的套件，结合权利要求9，其特征在于，所述移液管包括用于显示要收集的体积的装置(14)，所述装置(14)由设置在所述移液管上部主体(4)上的窗口(12)可见，并且其特征在于，在所述移液管的组装配置中，所述附件(2)的中央部分(40)的开口(50)与所述移液管上部主体(4)的所述窗口(12)相符合。
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