本發(fā)明涉及排氣移液管，特別涉及能夠比傳統(tǒng)排氣移液管更完全地排出附著液體的具有增強(qiáng)的吹出沖程的排氣移液管。

背景技術(shù)：

手持式移液管通常用于分配或轉(zhuǎn)移量少但精確定量的液體。

例如美國(guó)專(zhuān)利5,700,959描述了一種在市場(chǎng)上可獲得的單通道排氣手動(dòng)移液管。這種移液管通常包括細(xì)長(zhǎng)的可手持的移液管體，其容納有一個(gè)向上彈簧式偏壓的柱塞單元。該柱塞單元被支撐在該移液管體內(nèi)在第一或上止擋位置之間以進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，其中該柱塞單元的端部從該移液管體的上端伸出。移液管使用者將其拇指放在該柱塞單元的暴露端之上抓住該移液管體。通過(guò)拇指對(duì)該柱塞單元的向下作用使得該柱塞單元抵著向上偏壓的回位彈簧從其上止擋位置朝向原始位置向下運(yùn)動(dòng)，并抵著回位彈簧和第二彈簧到達(dá)第二或下止擋位置，此時(shí)，定量的液體從固定在該移液管上的一次性末端排出。

如前述專(zhuān)利中所述，在市場(chǎng)上可獲得的移液管中，原始位置是用“軟”止擋限定的。該軟止擋包括位于該移液管體內(nèi)的第二較硬的彈簧機(jī)構(gòu)(通常稱(chēng)作“吹出”彈簧)，其以略微預(yù)加載的狀態(tài)安裝，當(dāng)該柱塞單元到達(dá)該原始位置時(shí)，其進(jìn)一步被觸發(fā)。隨著移液管使用者通過(guò)用其拇指向下按壓該柱塞單元的暴露端而手動(dòng)使該柱塞單元從其上止擋位置開(kāi)始移動(dòng)，該移液管使用者能夠“感覺(jué)到”柱塞單元的運(yùn)動(dòng)受到增大的阻力，該阻力與該第二彈簧組件的觸發(fā)有關(guān)，并且阻止柱塞單元的進(jìn)一步向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)該使用者感受到第二彈簧機(jī)構(gòu)被觸發(fā)時(shí)，該柱塞單元的位置限定了該柱塞單元的原始位置。該柱塞單元超過(guò)該原始位置向下止擋位置的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)會(huì)受到回位彈簧和第二彈簧機(jī)構(gòu)的組合的阻力。移液管的容積是由上止擋與軟“原始位置”止擋之間的距離決定的，因此，原始位置的觸感，即這兩種彈簧阻力之間的轉(zhuǎn)變，是手動(dòng)移液管的重要特征。

排氣移液管是最常見(jiàn)的手持式移液管類(lèi)型。在排氣移液管中，安裝可控活塞以用于在該移液管的腔內(nèi)軸向地移動(dòng)；該活塞響應(yīng)于手動(dòng)控制(如上所述)或機(jī)動(dòng)電子控制而發(fā)生移動(dòng)。典型地，該活塞在該移液管的液體端或軸桿中的腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)，一次性的移液管末端可安裝到移液管上。

在活塞與軸桿之間形成氣密密封。在這種密封就位的情況下，活塞的軸向移動(dòng)將改變?cè)撦S桿內(nèi)的空氣空間的大小。將活塞向下移動(dòng)到該軸桿內(nèi)將減少空氣空間并將空氣通過(guò)敞開(kāi)的遠(yuǎn)端被擠出該軸桿。將活塞向上從該軸桿中移出將增大空氣空間并使空氣通過(guò)敞開(kāi)端吸入該軸桿內(nèi)?；钊洼S桿之間的密封通常是用壓縮的O形環(huán)、裙式密封、唇形密封或類(lèi)似結(jié)構(gòu)形成的，由能提供令人滿意的長(zhǎng)期性能的材料制成。例如，活塞密封結(jié)構(gòu)可以由聚乙烯與PTFE結(jié)合制成，其已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)能提供良好的密封性能和抗磨損性以及在幾個(gè)月到幾年的時(shí)期內(nèi)的可靠性。也可以采用其他構(gòu)造，包括各種干密封或潤(rùn)滑密封。

然后將一次性移液管末端在該軸桿的敞開(kāi)遠(yuǎn)端處密封至管嘴。然后隨著該活塞在軸桿內(nèi)移動(dòng)，空氣(或與排出空氣體積相同量的定量的液體)被吸入或擠出該末端。在該活塞和末端都與該軸桿密封的情況下，唯一的進(jìn)出通道應(yīng)當(dāng)是該一次性移液管末端的敞開(kāi)遠(yuǎn)端。由于有了該密封系統(tǒng)，排氣移液管可以用于進(jìn)行準(zhǔn)確和精確的測(cè)量并小心移動(dòng)校準(zhǔn)量的液體。

在用傳統(tǒng)手動(dòng)排氣移液管移取液體時(shí)，移液管使用者將其拇指放在柱塞單元的暴露端上抓住該移液管殼體。使用者對(duì)該柱塞單元施加向下的拇指壓力，使該柱塞單元抵抗回位彈簧的力遠(yuǎn)離上止擋位置移動(dòng)。在該柱塞單元遠(yuǎn)離第一止擋位置的移動(dòng)過(guò)程中，使用者通過(guò)感知移動(dòng)該柱塞單元所需的向下力的增加的起點(diǎn)來(lái)檢測(cè)該柱塞單元的原始位置。該增加的力是柱塞單元抵著回位彈簧和預(yù)加載的第二彈簧機(jī)構(gòu)(通常稱(chēng)作“吹出”彈簧機(jī)構(gòu))移動(dòng)的結(jié)果。然后，將該末端插入液體中，使用者手動(dòng)控制該柱塞單元從原始位置返回到上止擋位置的速率。

然后，為了分配液體，使用者從液體中取出末端，將其移至容器上方的位置，然后將該柱塞單元逐漸壓下到原始位置處的軟止擋，通過(guò)吹出沖程使其超出該原始位置。在理論上，在上止擋位置與原始位置之間的向下主沖程期間排出的液體的體積應(yīng)當(dāng)?shù)扔谠谠摏_程期間將柱塞單元向上移動(dòng)時(shí)吸入的液體的體積。然而，在實(shí)踐中，一些液體可能附著在該一次性末端的內(nèi)表面上或作為液滴附著在其底部，或兩種情況都有。在該原始位置與固定的下止擋之間的吹出沖程期間從該移液管中排出的額外的空氣有助于移除該殘余的液體。然而，在大多數(shù)市場(chǎng)上可獲得的移液管中，該吹出沖程相對(duì)較短，這是由于當(dāng)柱塞單元將受到使用者拇指控制時(shí)有限的可用沖程長(zhǎng)度而產(chǎn)生的實(shí)踐結(jié)果。這種短的吹出沖程可能不足以基本上除去全部的殘余液體。未被成功分配的任何殘余液體都可能不利地影響通過(guò)移液管進(jìn)行液體分配操作時(shí)的精度。在小容積移液管中尤其如此，特別是處理50μl或更小容積的那些移液管。對(duì)于小容積移液管，附著的液體占所需樣品體積的比例可能非常高。

為了將殘余液體移除至作為液滴懸掛在末端底部的程度，使用者可以嘗試“觸碰”和輕拍該末端與容器一側(cè)相對(duì)的遠(yuǎn)端。然而，觸碰并非在所有情況中都可以操作，而且這種方式可能不能除去所有的附著液體。自動(dòng)化或機(jī)械化的液體處理系統(tǒng)可能沒(méi)有觸碰容器側(cè)的自由，或者規(guī)章可能并不允許這樣做。而且，以這種方式轉(zhuǎn)移到容器側(cè)壁上的液體可能作為單獨(dú)的液滴保持在側(cè)壁上，而且在一些情況中可能不會(huì)如使用者可能想要的那樣與排出樣品的其余部分再次聚合。

這一問(wèn)題是公知的，也已經(jīng)進(jìn)行了一些嘗試來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。授予Heinonen的美國(guó)專(zhuān)利5,696,330公開(kāi)了一種手動(dòng)排氣移液管，其包括兩個(gè)同心的活塞：“配量活塞”18進(jìn)行初步吸取液體并在該活塞的上部位置與其原始位置之間使用；第二個(gè)可單獨(dú)移動(dòng)的“移除活塞”13在吹出沖程期間移動(dòng)以排出額外的空氣并分離液滴。在Heinonen移液管的向下沖程期間，只有配量活塞可在上止擋位置和原始位置之間操作。在原始位置時(shí)，配量活塞接合并造成第二移除活塞的移動(dòng)。盡管這種設(shè)計(jì)確實(shí)會(huì)在吹出期間排出更多的空氣，但其包括過(guò)多的具有精密公差的移動(dòng)部件，這可能會(huì)造成長(zhǎng)期不可靠問(wèn)題和額外的制造成本。

授予Suovaniemi等的美國(guó)專(zhuān)利8,318,108嘗試用略微不同的方式解決該問(wèn)題：通過(guò)使用單個(gè)活塞，但在吹出沖程期間使其加速。這也將在吹出過(guò)程中更快速地排出更多的空氣，的確將導(dǎo)致提供更有效的吹出特征。然而，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)手動(dòng)手持式移液管中活塞的運(yùn)動(dòng)是由使用者控制的，因此Suovaniemi技術(shù)最好是在電子移液管中在機(jī)械化控制下實(shí)施?？梢酝ㄟ^(guò)兩種速度的聯(lián)動(dòng)裝置完全通過(guò)機(jī)械方式將這種運(yùn)動(dòng)特征賦予該活塞來(lái)設(shè)計(jì)全手動(dòng)移液管，但這種設(shè)計(jì)將會(huì)更復(fù)雜，而且也會(huì)使用更多的運(yùn)動(dòng)部件。為了在吹出沖程期間排出更多的空氣，即使加速排出，可能也需要延長(zhǎng)該移液管的活塞沖程，這可能又會(huì)需要將移液管延長(zhǎng)到比使用者可能優(yōu)選的更長(zhǎng)的尺寸。

因此，需要一種具有增強(qiáng)和改進(jìn)的吹出特征的手動(dòng)排氣移液管。這種移液管將會(huì)提供增強(qiáng)的能力，能夠在基本上不提高復(fù)雜性、尺寸、成本或操作難度的情況下從移液管末端移除任何殘余的或附著的液體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

依照本發(fā)明的手持式移液管致力于解決如上所述的目前市場(chǎng)上可獲得的手持式移液管的一些缺點(diǎn)。

與之前傳統(tǒng)的手動(dòng)移液管類(lèi)似，本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施方案包括可手持的移液管體，被回位彈簧偏壓的柱塞單元支撐在該移液管體中以用于從第一或上止擋位置軸向地移動(dòng)。為了轉(zhuǎn)移一定量的液體，使用者首先將該移液管設(shè)定到所需的容積設(shè)定值，如移液管上的容積顯示儀所示。也可使用不可調(diào)節(jié)的固定容積移液管，但最常見(jiàn)的手持式移液管是此處所述可調(diào)節(jié)容積的。

然后，使用者將移液管的軸桿插入一次性末端中，該一次性末端會(huì)固定到該軸桿的末端。使用者壓下柱塞鈕(其通常也用作容積調(diào)節(jié)鈕)到能觸知的“原始”位置，將該末端的末端浸入液體中，并緩慢釋放該柱塞鈕以將液體帶入移液管末端中。所有液體都保持在該移液管末端中，因此將末端取下并丟棄就會(huì)防止在該移液管的隨后使用時(shí)發(fā)生樣本之間的交叉污染。

為了分配，使用者將該末端從初始液體樣品中移出并將其放在一個(gè)容器之上。與現(xiàn)有手動(dòng)移液管相同，移液管使用者握住本發(fā)明的移液管壓下該柱塞鈕，以便將該柱塞單元抵著回位彈簧從第一止擋位置，通過(guò)“原始”位置，移動(dòng)到第二或下止擋位置，其中從末端中排出該移液管末端中容納的定量的流體。然后該移液管使用者可使該回位彈簧將柱塞返回到接近該下止擋位置的“原始”位置。該“原始”位置是由“軟”止擋限定的，且是該柱塞單元返回用于用該移液管開(kāi)始每次連續(xù)的吸入操作的起始位置。特別地，柱塞單元的任何超過(guò)該“原始”位置向下的運(yùn)動(dòng)都會(huì)激活“吹出”彈簧，“吹出”彈簧會(huì)產(chǎn)生與該柱塞單元的這種向下運(yùn)動(dòng)相反的更強(qiáng)的向上的力。移液管使用者感知到或“感受到”該回位力開(kāi)始增大，這為使用者提供了該柱塞單元已經(jīng)到達(dá)且位于“原始”位置的指示。

本文公開(kāi)的移液管的一種實(shí)施方案包括分段的、級(jí)形排氣活塞和多個(gè)活塞密封件，用以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的吹出沖程。

在上沖程部分中，其中該活塞單元在上止擋與原始位置之間移動(dòng)，該活塞較窄的遠(yuǎn)端段移動(dòng)通過(guò)下密封件，該移液管像傳統(tǒng)排氣移液管那樣工作。

然而，在吹出沖程部分的至少一部分中，其中該柱塞在原始位置與固定的下止擋之間移動(dòng)，該較窄的遠(yuǎn)端段從下方的密封件脫離，隨著活塞的較寬的近端段移動(dòng)通過(guò)上方的密封件，該活塞的較寬的近端段排出空氣，活塞的較寬段增大了該活塞在每單元軸向移動(dòng)中排出的空氣體積，因此如果該柱塞單元以相同的速度移動(dòng)，那么活塞的較寬段就提高了通過(guò)末端排出的空氣的速率和體積。這種提高的空氣體積和速率有助于提高該吹出沖程排出在分配沖程之后可能附著在末端上的液體的能力。

因此，依照本發(fā)明的移液管補(bǔ)救了其他已知的手動(dòng)排氣移液管的多個(gè)缺點(diǎn)。本發(fā)明還可以適用于電子排氣移液管，作為基于電機(jī)的增強(qiáng)吹氣策略(例如更長(zhǎng)的或速度更快的吹出沖程)的替代方案或作為其補(bǔ)充。

附圖說(shuō)明

從以下詳細(xì)描述和附圖中，本發(fā)明的這些和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)都將變得顯而易見(jiàn)，其中：

圖1顯示了依照本發(fā)明的使用了依照本發(fā)明的增強(qiáng)吹氣特征的手持式移液管；

圖2是依照現(xiàn)有技術(shù)的使用圓柱形活塞和單一密封件的傳統(tǒng)排氣式移液管的剖面圖；

圖3是級(jí)形活塞和雙固定密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣和液體的速率，活塞在上止擋位置；

圖4是級(jí)形活塞和雙固定密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣和液體的速率，活塞在原始位置；

圖5是級(jí)形活塞和雙固定密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣和液體的速率，活塞在下止擋位置；

圖6是級(jí)形活塞和雙固定密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣的壓力，活塞在上止擋位置；

圖7是級(jí)形活塞和雙固定密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣的壓力，活塞在原始位置；

圖8是級(jí)形活塞和雙固定密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣的壓力，活塞在下止擋位置；

圖9是級(jí)形活塞和雙移動(dòng)密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣和液體的速率，活塞在上止擋位置；

圖10是級(jí)形活塞和雙移動(dòng)密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣和液體的速率，活塞在原始位置；

圖11是級(jí)形活塞和雙移動(dòng)密封件構(gòu)造的示意圖，用于提高在排氣移液管的吹出沖程期間排出的空氣和液體的速率，活塞在下止擋位置；

圖12是使用依照本發(fā)明的級(jí)形活塞和雙移動(dòng)密封件構(gòu)造的排氣移液管的剖面圖，其設(shè)置成能夠提高在吹出沖程期間排出的空氣和液體的速率，活塞位于最上部的位置抵靠容積設(shè)定止擋；和

圖13是使用依照本發(fā)明的級(jí)形活塞和雙移動(dòng)密封件構(gòu)造的排氣移液管的剖面圖，其設(shè)置成能夠提高在吹出沖程期間排出的空氣和液體的速率，活塞位于最上部的位置抵靠容積設(shè)定止擋。

具體實(shí)施方式

下面參照具體的示例性實(shí)施方案描述本發(fā)明。依照本發(fā)明的系統(tǒng)可以具體體現(xiàn)為廣泛的多種形式，這將是顯而易見(jiàn)的。因此，本文公開(kāi)的特定的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)是代表性的，并不限制本發(fā)明的范圍。

首先參照?qǐng)D1，顯示了依照本發(fā)明的手持式移液管110。如同傳統(tǒng)移液管那樣，所示的移液管110具有安裝末端的軸桿112，末端114被示為安裝在該軸桿112上。

移液管110及其一次性末端114的總體尺寸規(guī)格與傳統(tǒng)移液管相當(dāng)，該組合以與使用傳統(tǒng)移液管相同的方式、相同的技術(shù)來(lái)使用。

該移液管具有與柱塞桿118相連的柱塞鈕116。該鈕116和桿118被彈簧式偏壓至完全伸長(zhǎng)的位置。該柱塞桿118與該移液管110內(nèi)的活塞(未示出)耦接。與傳統(tǒng)移液管相同，當(dāng)柱塞鈕116被壓下時(shí)，柱塞鈕116使得柱塞桿118和活塞從其抵靠著上容積設(shè)定止擋的最上部的位置向下移動(dòng)，通過(guò)軸桿112朝向軸桿112的遠(yuǎn)端120處的管嘴。

如在傳統(tǒng)手動(dòng)移液管中那樣，活塞鈕116相對(duì)于兩個(gè)位置(即釋放的伸長(zhǎng)位置和原始位置)被彈簧式偏壓。當(dāng)該柱塞鈕116被壓下通過(guò)原始位置時(shí)，存在一個(gè)完全壓下的吹出位置。當(dāng)該柱塞鈕116上沒(méi)有施加壓力時(shí)，柱塞彈簧使該柱塞鈕116抵靠著上容積設(shè)定止擋被向上偏壓，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)該柱塞鈕116和一個(gè)如上所述的止擋位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)上容積設(shè)定止擋的位置。一些移液管(包括圖1中所示的移液管110)包括一個(gè)使用者控制的容積鎖124，用以防止不期望的容積調(diào)節(jié)。在這一位置，柱塞桿118和柱塞鈕116相對(duì)于移液管110的移液管體122處于釋放的伸長(zhǎng)位置。

在原始位置處，該柱塞鈕116被部分壓下，抵抗柱塞鈕壓下的阻力增大。如手持式移液管結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的那樣，第二預(yù)加載式吹出彈簧增大了該柱塞彈簧提供的阻力。移液管使用者感知到該增大的阻力，并由此限定該原始位置。在該釋放的伸長(zhǎng)位置與原始位置之間，只有該柱塞彈簧使該柱塞鈕的位置朝向其伸長(zhǎng)位置向上偏壓，需要較輕的第一力水平來(lái)抵抗該彈簧的偏壓。

將該柱塞鈕116從原始位置松弛到完全伸長(zhǎng)的位置以吸入所需體積的流體，隨后從伸長(zhǎng)位置移動(dòng)到原始位置，并向前移動(dòng)到下止擋以分配該液體。

在原始位置和完全壓下的吹出位置之間，柱塞彈簧和吹出彈簧都向上抵抗該柱塞鈕116，需要較高的第二力水平抵抗該彈簧的偏壓。這種包括初級(jí)柱塞彈簧和第二吹出彈簧的構(gòu)造是手持移液管中常見(jiàn)的。

在分配之后，該柱塞鈕116從原始位置移動(dòng)至該吹出位置的末端，以便使任何剩余的液體從該移液管末端114噴出。

因此，在原始位置，使用者感受到這兩種彈簧力之間的觸覺(jué)轉(zhuǎn)變，通過(guò)施加在第一水平與較高的第二水平之間的力，使用者能夠容易地將該柱塞鈕116保持在原始位置。

在傳統(tǒng)手持式移液管中，柱塞鈕通過(guò)柱塞桿直接作用到圓柱形活塞上，該活塞經(jīng)由移液管內(nèi)的密封件保持與移液管液體端的氣密密封。該密封件相對(duì)于液體端保持在固定位置，并相對(duì)于該液體端的內(nèi)部也形成氣密密封。因此，隨著柱塞鈕的操作，使該活塞移動(dòng)通過(guò)該密封件并排出液體端內(nèi)的空氣體積。由于在該移液管末端的遠(yuǎn)端處提供孔并且在所有其他位置都保持基本上氣密的密封，液體(或任何流體)進(jìn)出末端的唯一路徑就是經(jīng)由該孔，該活塞排出的空氣體積與該移液管操縱的液體體積之間存在確定性的關(guān)系。

在很多方面，移液管110可以以與傳統(tǒng)手持式手動(dòng)移液管類(lèi)似的方式被構(gòu)造。如本文所述使用和重構(gòu)的一種示例性移液管構(gòu)造的實(shí)例描述于授予Homberg的美國(guó)專(zhuān)利5,700,959中，該專(zhuān)利申請(qǐng)通過(guò)全文引用而并入本申請(qǐng)。通常可以使用相同的容積設(shè)定機(jī)構(gòu)、彈簧、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、柱塞機(jī)構(gòu)和移液管體部件。根據(jù)本發(fā)明所描述的功能，移液管110的主要區(qū)別是一種分段的級(jí)形活塞和至少兩個(gè)活塞密封件，如下文參照?qǐng)D5-7所述的那樣。

作為對(duì)比，圖2中示例了一種傳統(tǒng)的排氣移液管。該示例的移液管是可獲自Rainin Instrument，LLC的RAININ CLASSIC移液管的簡(jiǎn)化形式，盡管本發(fā)明能夠容易地應(yīng)用于各種其他類(lèi)型和構(gòu)造的手持式移液管和其他排氣液體處理設(shè)備。

類(lèi)似圖1中所示例的實(shí)施方案，其包括可手持移液管體212、用于操作該移液管210的柱塞鈕214和柱塞桿216、與噴射鈕220耦接的末端噴射器218、和安裝末端的軸桿222。為簡(jiǎn)化示例，圖2的實(shí)施方案沒(méi)有容積鎖定機(jī)構(gòu)。

該容積設(shè)定機(jī)構(gòu)包括容積旋鈕224和容積設(shè)定螺桿226，其調(diào)節(jié)上止擋在移液管中的位置，由此限制移液管的沖程長(zhǎng)度。柱塞桿216抵靠著活塞組件228起作用，該活塞組件被沖程彈簧230和吹出彈簧232向上彈簧式偏壓，僅當(dāng)隨著該活塞組件228越過(guò)特定的原始位置，吹出彈簧才開(kāi)始進(jìn)一步壓縮(經(jīng)過(guò)其最初的預(yù)加載狀態(tài))。

該活塞組件228包括軸向地延伸至軸桿222中的圓柱形活塞234；該活塞234抵靠著環(huán)狀密封環(huán)240密封，所述密封環(huán)240通過(guò)密封護(hù)圈242在軸桿222內(nèi)被保持就位的，密封護(hù)圈242又通過(guò)由吹出彈簧232施加的壓力抵靠臺(tái)階238在軸桿222中被保持就位。該密封護(hù)圈和/或密封環(huán)240也應(yīng)當(dāng)?shù)挚恐S桿222密封，以避免存在空氣泄漏通道。

因此，該活塞234的通過(guò)密封環(huán)240的軸向移動(dòng)排出軸桿222內(nèi)的空氣，由于該軸桿在其它方面完全封閉(通常將一個(gè)末端安裝和密封在其上)，空氣和液體必須通過(guò)其敞開(kāi)的遠(yuǎn)端進(jìn)出該末端而沒(méi)有其它路徑。

圖3、4和5以示意形式示例了在使用增大的空氣體積和速度以增強(qiáng)移液管的吹出沖程的實(shí)施方案中依照本發(fā)明的分段的級(jí)形活塞的操作。

圖3包括一個(gè)示例的移液管軸桿310，其具有寬的上端312和較窄的下端314。上密封環(huán)316和下密封環(huán)318(各自以剖面顯示)位于該軸桿310內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意，該密封環(huán)316和318可經(jīng)由一個(gè)或一個(gè)以上的密封護(hù)圈在該軸桿310內(nèi)固定就位，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，從該示意圖中略去了這種護(hù)圈。該密封件也可通過(guò)直接位于該軸桿內(nèi)的支撐零件被固定就位。

圖3中還包括一種分段的活塞320，所述活塞320包括較窄的下段322、細(xì)腰段324和較寬的上段326。在所公開(kāi)的實(shí)施方案中，該腰段324大體上在直徑上比下段322和上段326更窄。如下面將進(jìn)一步詳細(xì)討論的那樣，該腰段324不需要比下段322更窄；腰段324可構(gòu)造成能夠借助于活塞中的平臺(tái)或凹槽在下密封環(huán)附近使空氣通過(guò)，所述平臺(tái)或凹槽被加工或限定至腰部。柱塞桿未繪出，但在真實(shí)的實(shí)施方案中，應(yīng)理解，該活塞320將耦接至柱塞單元。

該下段322和下密封環(huán)318的尺寸和構(gòu)造使得當(dāng)該下段322軸向地位于該下密封環(huán)318內(nèi)時(shí)活塞320與下密封環(huán)318之間形成下密封。類(lèi)似地，該上段326和上密封環(huán)316的尺寸和構(gòu)造使得當(dāng)該上段326軸向地位于該上密封環(huán)316內(nèi)時(shí)活塞320與上密封環(huán)316之間形成上密封。這些上下密封將結(jié)合圖3-5進(jìn)一步詳細(xì)描述。

在圖3中，活塞320顯示在其最上部的位置330，抵靠上容積設(shè)定止擋。如圖所示，該容積設(shè)定止擋位于其最大容積設(shè)定值處或其附近。如此處所示，活塞320的底端328剛好位于該下密封環(huán)318內(nèi)，但仍抵靠著下密封環(huán)318密封。隨著活塞320向下移動(dòng)通過(guò)該移液管的主(上)沖程，活塞320的下段322移動(dòng)通過(guò)下密封環(huán)318，排出相應(yīng)量的空氣。如在傳統(tǒng)移液管中一樣，隨著活塞320從上止擋(處于最大容積設(shè)定值)移動(dòng)到原始位置332，其排出空氣的體積基本上等于該移液管的最大液體體積容量。朝向?qū)?yīng)于固定的下止擋334的位置的繼續(xù)移動(dòng)超出了該容量，代表吹出沖程。

例如，在具有200μl容量的依照本發(fā)明的移液管中，活塞的下段322可具有約4mm的直徑，上止擋與原始位置之間的距離可以為約16mm。隨著活塞在上止擋和原始位置之間移動(dòng)，其排出200μl空氣，進(jìn)而使得大約相等量的液體移入或移出該移液管末端。類(lèi)似地，在具有20μl容量的依照本發(fā)明的移液管中，下段322可具有約1.25mm的直徑。

將要指出，在圖3中，活塞320的較寬的上段326與上密封環(huán)316并不密封接合，因此上段326對(duì)該移液管在上止擋和原始位置之間的性能沒(méi)有影響。設(shè)定到接近其容積設(shè)定范圍下端的較低容積設(shè)定值的可變?nèi)莘e的移液管將以與圖3中所示相同的方式與密封環(huán)接合，但該活塞320的開(kāi)始位置將位于最上部的位置330與原始位置332之間。

圖4顯示活塞320(圖3)位于原始位置332。在該位置，活塞320的下段322仍抵靠著下密封環(huán)318密封，但僅僅剛好如此，活塞320的上段326靠近上密封環(huán)316但尚未與其密封接合。在這一位置，該移液管仍然基本上與傳統(tǒng)排氣移液管一樣工作。然而，隨著活塞320繼續(xù)軸向向下移動(dòng)進(jìn)入吹出沖程，下段322破壞了其與下密封環(huán)的密封，上段326與上密封環(huán)316接合，通過(guò)較寬的上段326移動(dòng)通過(guò)上密封環(huán)316實(shí)現(xiàn)了繼續(xù)排氣。因?yàn)榛钊?20的這一段較寬，因此該活塞320的豎直軸向移動(dòng)的每個(gè)單元會(huì)排出更多的空氣。如果活塞繼續(xù)以恒定速率移動(dòng)，其排出的空氣將更快速地移動(dòng)通過(guò)該移液管末端114的收縮的窄端。這種移動(dòng)得更快的、更多體積的空氣更有效地從依照本發(fā)明的移液管中的移液管末端除去液滴和附著的液膜。

如圖5中所示，活塞320(圖3)位于對(duì)應(yīng)于下止擋的位置334，已經(jīng)完成了其吹出沖程?；钊纳隙?26已經(jīng)通過(guò)上密封環(huán)316移動(dòng)，且上密封保持就位，下段322保持與下密封環(huán)318脫離。腰段324不必比下段322窄很多；其至少一部分足夠窄使得下密封環(huán)318脫離并使空氣能夠在下密封環(huán)318與活塞320的腰段324之間自由流動(dòng)就足夠了。腰段324不必是圓柱形的；在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，腰段324接近圓柱形，其直徑等于下段的直徑，但其外表面限定了一個(gè)或一個(gè)以上的軸向加工的空氣通道。其他構(gòu)造也是可以的，且能夠容易想到，包括含有內(nèi)部空氣通道的活塞。

如上所述，圖3-5中所示意性示例的實(shí)施方案通過(guò)提高在移液管沖程的吹出部分期間通過(guò)移液管末端排出的空氣的體積和速率，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)的吹出。在替代的實(shí)施方案中，如圖6-8中所示，通過(guò)逐漸提高被限定在移液管體內(nèi)、兩個(gè)密封環(huán)之間的空間中的壓力，并急速地通過(guò)移液管末端將加壓空氣突然地釋放，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)的吹出。

與圖3類(lèi)似，圖6包括一個(gè)示例的移液管軸桿610，其具有寬的上端612和較窄的下端614。上密封環(huán)616和下密封環(huán)618(各自以剖面顯示)位于該軸桿610內(nèi)。密封環(huán)616和618可經(jīng)由一個(gè)或一個(gè)以上的密封護(hù)圈在該軸桿610內(nèi)被固定就位；為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，從該示意圖中再次略去了這種護(hù)圈。

圖6中還包括一種分段的活塞620，活塞620包括較窄的下段622、細(xì)腰段624和較寬的上段626。在所公開(kāi)的實(shí)施方案中，該腰段624的直徑比下段622和上段626窄。柱塞桿未繪出。

與圖3-5中所繪制的實(shí)施方案中相同，下段622和下密封環(huán)618的尺寸和構(gòu)造使得當(dāng)該下段622軸向地位于該下密封環(huán)618內(nèi)時(shí)活塞620和下密封環(huán)618之間形成下密封。類(lèi)似地，該上段626和上密封環(huán)616的尺寸和構(gòu)造使得當(dāng)該上段626軸向地位于該上密封環(huán)616內(nèi)時(shí)活塞620與上密封環(huán)616之間形成上密封。這些上、下密封及其與活塞612的關(guān)系將結(jié)合圖6-8進(jìn)一步詳細(xì)描述。

在圖6中，活塞620顯示在其最上部的位置630處、抵靠上容積設(shè)定止擋，該上容積設(shè)定止擋位于其最大容積設(shè)定值處或其附近。如此處所示，活塞620的底端628剛好位于該下密封環(huán)618內(nèi)，但仍與其密封。隨著活塞620向下移動(dòng)，活塞620的下段622移動(dòng)通過(guò)下密封環(huán)618，排出相應(yīng)量的空氣。如在傳統(tǒng)移液管中一樣，隨著活塞620從上止擋(處于最大容積設(shè)定值)移動(dòng)到原始位置632，其排出空氣的體積基本上等于該移液管的最大液體體積容量。朝向?qū)?yīng)于固定的下止擋634的位置的繼續(xù)移動(dòng)超出該容量，代表吹出沖程。

在具有200μl容量的依照本發(fā)明的移液管中，隨著活塞在上止擋與原始位置之間移動(dòng)，活塞排出200μl空氣，進(jìn)而使得大約相等量的液體移入或移出該移液管末端。

在圖6中，活塞620的較寬的上段626不與上密封環(huán)616密封接合，因此，上段626對(duì)該移液管在上止擋與原始位置之間的性能沒(méi)有影響。被設(shè)定到接近其容積設(shè)定范圍下端的較低容積設(shè)定值的可變?nèi)莘e的移液管將以與圖6中所示相同的方式與密封環(huán)接合，但該活塞620的開(kāi)始位置將在最上部的位置630與原始位置632之間。

應(yīng)注意，圖6-8的活塞620在至少兩個(gè)關(guān)鍵方面與圖3-5的活塞320是不同的：腰段624(圖6)在軸向長(zhǎng)度上比相應(yīng)的腰段324(圖3)更短，下段622(圖6)在軸向長(zhǎng)度上比相應(yīng)的下段322(圖3)更長(zhǎng)。如下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣，這些相關(guān)的變化使壓力能夠在移液管110內(nèi)增大并在圖6-8的實(shí)施方案的吹出沖程期間從移液管110中排出。

圖7顯示活塞620(圖6)位于原始位置632。在所示實(shí)施方案的該位置，活塞620的下段622繼續(xù)抵靠著下密封環(huán)618密封，活塞620的上段626接近上密封環(huán)616但尚未開(kāi)始與其密封接合。在這一位置，該移液管仍然基本上與傳統(tǒng)排氣移液管一樣工作。然而，隨著活塞620繼續(xù)軸向向下移動(dòng)進(jìn)入吹出沖程，下段622繼續(xù)與下密封環(huán)密封，上段626接合上密封環(huán)616并抵靠著上密封環(huán)616密封，上段626的繼續(xù)軸向向下運(yùn)動(dòng)開(kāi)始?jí)嚎s兩個(gè)密封環(huán)616和618之間密封區(qū)域712中的空氣。

如圖8中所示，該密封區(qū)域712中對(duì)空氣的壓縮持續(xù)到活塞620接近吹出沖程的末端。在這一位置，活塞620的下段622與下密封環(huán)618之間的密封被破壞，使壓縮空氣能夠在腰段624與下密封環(huán)618之間從區(qū)域712中排出至移液管及其耦接的末端114之外。這種壓縮空氣的排出顯示為來(lái)自末端的短暫的高速空氣流，其有利于移除液滴和附著的液膜。

如圖8中所示，活塞620(圖6)位于對(duì)應(yīng)于下止擋的位置634，已經(jīng)完成了其吹出沖程。活塞的上段626已經(jīng)通過(guò)上密封環(huán)616移動(dòng)，且上密封保持就位。下段622正好變成并保持從下密封環(huán)618脫離的狀態(tài)。與圖3-5的實(shí)施方案相同，腰段624不必是圓柱形的或比下段622明顯更窄；在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，腰段624接近圓柱形，其直徑等于下段的直徑，但其外表面限定了一個(gè)或一個(gè)以上的軸向加工的空氣通道。其他構(gòu)造也是可以的，且能夠容易地想到。

依照本發(fā)明的移液管的一個(gè)替代性實(shí)施方案使用分段的活塞，所述活塞使用多個(gè)移動(dòng)密封件，所述移動(dòng)密封件抵靠著移液管體、軸桿或圓筒形組件的基本上呈圓柱形的內(nèi)表面。圖9、10和11以示意的形式示例了在一種使用了增大的空氣體積和速度以增強(qiáng)移液管的吹出沖程的實(shí)施方案中(類(lèi)似圖3-5)、依照本發(fā)明的具有移動(dòng)密封件的這種分段的級(jí)形活塞。

圖9包括示例的移液管軸桿910，其具有寬的上端912和較窄的下端914?；旧铣蕡A柱形的上腔916和基本上呈圓柱形的下腔918(各自以剖面顯示)位于該軸桿910內(nèi)。上腔916的直徑大于下腔918的直徑。上腔916和下腔918彼此相鄰，且可以直接由該移液管的軸桿或移液管體通過(guò)模制或加工限定，或者可以替代地采取分別構(gòu)造的模制圓筒體結(jié)構(gòu)的形式并在該移液管體或軸桿內(nèi)固定就位。下腔918與移液管軸桿的下端和移液管末端114(圖1)連通，上腔916與移液管體或外部環(huán)境連通。

圖9還包括由上腔916的內(nèi)壁限定的(一個(gè)或多個(gè))上凹槽920和由下腔918的內(nèi)壁限定的(一個(gè)或多個(gè))下凹槽922，其功能將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖9中還包括分段的活塞924，其帶有兩個(gè)移動(dòng)密封環(huán)：上密封環(huán)926和下密封環(huán)928。上密封環(huán)926的尺寸和構(gòu)造使其能夠抵靠著上腔916的內(nèi)壁密封(除了存在上凹槽920的地方)，下密封環(huán)928的尺寸和構(gòu)造使其能夠抵靠著下腔918的內(nèi)壁密封(除了存在下凹槽922的地方)。可使用干密封或潤(rùn)滑密封。當(dāng)上密封環(huán)926對(duì)著上凹槽920定位時(shí)，移液管內(nèi)的空氣能夠繞開(kāi)上密封環(huán)926。類(lèi)似地，當(dāng)下密封環(huán)928對(duì)著下凹槽922定位時(shí)，空氣能夠繞開(kāi)下密封環(huán)928。與圖3-5中相同，柱塞桿未繪出，但在真實(shí)的實(shí)施方案中，應(yīng)理解，該活塞924將耦接至柱塞單元。

在圖9中，活塞924顯示在其最上部的位置930、抵靠上容積設(shè)定止擋，該容積設(shè)定止擋位于其最大容積設(shè)定值處或其附近。如此處所示，活塞924的下密封環(huán)928軸向地位于下腔918頂部附近，但仍抵靠著下腔918的內(nèi)表面密封。隨著活塞924向下移動(dòng)通過(guò)該移液管的主(上)沖程，活塞924的下密封環(huán)928穿過(guò)下腔918的長(zhǎng)度，排出相應(yīng)量的空氣。如在傳統(tǒng)移液管中一樣，隨著活塞924從上止擋(處于最大容積設(shè)定值)移動(dòng)到原始位置932，其排出空氣的體積基本上等于該移液管的最大液體體積容量。朝向?qū)?yīng)于固定的下止擋934的位置的繼續(xù)移動(dòng)超出了該容量，代表吹出沖程。

以類(lèi)似于圖3-5的實(shí)施方案的方式計(jì)算體積。例如，在具有200μl容量的依照本發(fā)明的移液管中，活塞924的下密封環(huán)928可以具有約4mm的直徑，上止擋與原始位置之間的距離可以為約16mm。隨著活塞在上止擋與原始位置之間移動(dòng)，其隨后排出200μl空氣，進(jìn)而使得大約相等量的液體移入或移出該移液管末端。類(lèi)似地，在具有20μl容量的依照本發(fā)明的移液管中，下密封環(huán)928可具有約1.25mm的直徑。

將要指出在圖9中，活塞924的較寬的上密封環(huán)926與上凹槽920相鄰，因此不與上腔916密封接合。因此，在活塞924在上止擋位置930和原始位置932之間移動(dòng)時(shí)上密封環(huán)926對(duì)于移液管的性能沒(méi)有影響，上密封環(huán)926對(duì)移液沖程的整個(gè)部分都保持未密封。被設(shè)定到接近其容積設(shè)定范圍下端的較低容積設(shè)定值的可變?nèi)莘e的移液管，將以與圖9中所示相同的方式密封，但該活塞924的開(kāi)始位置將在最上部的位置930與原始位置932之間。

圖10示出位于原始位置932的活塞924(圖9)。在該位置，活塞924的下密封環(huán)928仍抵靠著下腔918密封，但僅僅剛好如此(因?yàn)檫M(jìn)一步向下的軸向運(yùn)動(dòng)將使下密封環(huán)928對(duì)著下凹槽922)，活塞924的上密封環(huán)926將要與上腔916完全密封接合。在這一位置，移液管仍然基本上與傳統(tǒng)排氣移液管一樣工作。然而，隨著活塞924繼續(xù)軸向向下移動(dòng)進(jìn)入吹出沖程，下密封環(huán)928破壞了其與下腔918的密封，通過(guò)較寬的上密封環(huán)926移動(dòng)穿過(guò)上腔916并抵靠著上腔916密封而實(shí)現(xiàn)了繼續(xù)排氣。因?yàn)榛钊?24上段較寬，因此，活塞924的豎直軸向移動(dòng)的每個(gè)單元會(huì)排出更多的空氣。如果活塞以恒定速率繼續(xù)移動(dòng)，其排出的空氣將更快速地移動(dòng)通過(guò)該移液管末端114(圖1)的收縮的窄端。這種移動(dòng)得更快的、更多體積的空氣更有效地從依照本發(fā)明的移液管中的移液管末端除去液滴和附著的液膜。

如圖11中所示，活塞924(圖9)位于對(duì)應(yīng)于下止擋的位置934，已經(jīng)完成了其吹出沖程?；钊?24的上密封環(huán)926已經(jīng)通過(guò)上腔916軸向向下移動(dòng)，且上密封保持就位，下密封環(huán)928通過(guò)下凹槽922保持與下腔918脫離。

如圖9-11中示意性示例的移液管的一種可能的替代實(shí)施方案，包括以一個(gè)或一個(gè)以上的通孔代替上凹槽920，所述通孔由軸桿910(或圓筒體模塊)限定并且在對(duì)應(yīng)于所示上凹槽920的下端的位置處與外部環(huán)境連通。在這種替代的構(gòu)造中，上密封環(huán)926在上腔916中在通孔之上的軸向運(yùn)動(dòng)對(duì)移液管的操作沒(méi)有影響，不是因?yàn)樯厦芊猸h(huán)926被繞開(kāi)，而是因?yàn)樵谠撘埔汗艿闹?上)沖程期間該移動(dòng)密封件將空氣排出該通孔。隨著上密封環(huán)926向下移動(dòng)通過(guò)通孔，在吹出沖程期間，上密封環(huán)926將空氣從(繞開(kāi)的)下密封環(huán)928周?chē)懦?，如圖10-11所示。具有類(lèi)似性能的其他構(gòu)造也是可以的，且能夠容易想到。

應(yīng)注意，圖9-11的實(shí)施方案的另一種替代的實(shí)施方案也是可行的，其中在吹出沖程期間被排出之前，在該移動(dòng)密封環(huán)926和928之間，壓力增大(類(lèi)似于圖6-8的實(shí)施方案)。這種替代的實(shí)施方案可通過(guò)對(duì)圖9-11中所示的構(gòu)造進(jìn)行微小的改變而實(shí)現(xiàn)，是普通技術(shù)人員容易實(shí)施的，因此其未示例或詳細(xì)描述。

應(yīng)理解，圖3-11中示例的構(gòu)造在本質(zhì)上完全是示意性的，因此為了清楚的目的，尺寸和關(guān)系都擴(kuò)大了。依照本發(fā)明的實(shí)際移液管將具有明顯不同的尺寸，可由其說(shuō)明書(shū)得到，特別是參照下面描述的圖12-13，且可以由普通技術(shù)人員掌握的傳統(tǒng)移液管的知識(shí)和設(shè)計(jì)依據(jù)得到。還應(yīng)注意，各種其他改變也是可行的，包括軸桿326/626的上段或上移動(dòng)密封環(huán)926一直密封的實(shí)施方案。由該段或密封件排出的空氣將會(huì)以其他方式被防止在主沖程期間影響移液管的性能，例如通過(guò)在主沖程期間引導(dǎo)其排出的空氣通過(guò)一個(gè)止回閥或一些其他機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)。各種其他改變和替代方式都是可行的，且都保持在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

圖3-5中示例的實(shí)施方案被示為與圖12中示例性的剖面的移液管相關(guān)。與圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)的移液管相同，此處示例了RAININ CLASSIC移液管的簡(jiǎn)化版本以便最清楚地描述如何將本發(fā)明并入手持式手動(dòng)排氣移液管中；在其他移液環(huán)境中的其他實(shí)施方案(例如多通道手持式移液管或臺(tái)式多通道移液管或機(jī)器人設(shè)備)也能夠容易地從本公開(kāi)得到。

類(lèi)似于圖2中示例的現(xiàn)有技術(shù)的移液管，其包括可手持移液管體1212、用于操作該移液管1210的柱塞鈕1214和柱塞桿1216、耦接至噴射鈕1220的末端噴射器1218、和安裝末端的軸桿1222。

包括容積旋鈕1224和容積設(shè)定螺桿1226的該容積設(shè)定機(jī)構(gòu)，與傳統(tǒng)移液管中存在的機(jī)構(gòu)相當(dāng)。該柱塞桿1216抵靠著活塞組件1228起作用，所述活塞組件1228被沖程彈簧1230和吹出彈簧1232向上彈簧式偏壓，吹出彈簧以預(yù)加載狀態(tài)安裝，僅僅當(dāng)該活塞組件1228越過(guò)特定的原始位置時(shí)才進(jìn)一步被壓縮。

圖12的活塞組件1228是分段的，在概念上如圖3-5中所示?；钊M件1228包括較窄的下段1240、細(xì)腰段1242和較寬的上段1244。在所公開(kāi)的實(shí)施方案中，該細(xì)腰段1242在直徑上比下段1240和上段1244更窄。

在所公開(kāi)的實(shí)施方案中，該活塞組件1228制造成適當(dāng)金屬(例如不銹鋼)的單一加工拋光塊。其他材料也可適用于此目的，例如加工的陶瓷或模制聚合物、例如聚醚醚酮(PEEK)。必要時(shí)，該活塞組件1228也可由多個(gè)部件和材料組裝而成。該活塞組件1228通過(guò)緊摩擦配合耦接至柱塞桿1216，盡管在替代的實(shí)施方案中，該活塞組件1228和柱塞桿1216可通過(guò)螺紋接頭、粘合劑固接在一起，或者甚至可以作為單一元件加工而成。

軸桿1222包括通過(guò)密封護(hù)圈1250固定就位的下密封環(huán)1246和上密封環(huán)1248；該護(hù)圈落入軸桿1222中并由吹出彈簧1232的壓力固定就位。如所示例的那樣，下密封環(huán)1246還抵靠著軸桿1222密封，由此防止護(hù)圈1250上方的空氣不適宜地通過(guò)該護(hù)圈1250與軸桿1222之間的路徑泄漏。

如圖3-5中那樣，活塞組件1228的下段1240和下密封環(huán)1246的尺寸和構(gòu)造使得當(dāng)下段1240軸向地位于下密封環(huán)1246內(nèi)時(shí)活塞組件1228與下密封環(huán)1246之間形成下密封。類(lèi)似地，上段1244和上密封環(huán)1248的尺寸和構(gòu)造使得當(dāng)上段1244軸向地位于上密封環(huán)1248內(nèi)時(shí)活塞組件1228與上密封環(huán)1248之間形成上密封。隨著活塞組件1228通過(guò)柱塞桿1216在使用者的控制下軸向地移動(dòng)，該移液管1210如圖3-5的示意性示例中所示例地那樣操作。

如上面結(jié)合圖2的現(xiàn)有技術(shù)移液管所述的那樣，該密封環(huán)1246和1248可由任何適合的材料形成，且可以采取壓縮的O形環(huán)、唇形密封或裙式密封(skirted seal)的形式；根據(jù)性能需求的指示，其可以是干密封或濕密封。這些是在移液管技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)從業(yè)者中公知的常規(guī)設(shè)計(jì)決定。在依照本發(fā)明的移液管中，該密封應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)和制造成具有足夠的耐久性，以避免在移液管可接受的使用期間退化；與具有圓柱形活塞和單一密封的傳統(tǒng)移液管不同，依照本發(fā)明的活塞組件1228在操作過(guò)程中軸向地移動(dòng)進(jìn)出下密封環(huán)1246和上密封環(huán)1248，這可能會(huì)導(dǎo)致密封磨損的增加。因此，該活塞組件1228可以在段過(guò)渡處具有斜面或圓邊以減少磨損和損害。

在所公開(kāi)的實(shí)施方案中，其粗略地代表了具有最大200μl的液體容量(為了簡(jiǎn)化和清楚示例的目的)，該活塞組件1228可具有如下有利的尺寸：下段1240具有約4mm的直徑；腰段1242具有約2-3mm的直徑；上段1244具有約8mm的直徑。該移液管1210具有約16mm的主沖程長(zhǎng)度和約5mm的吹出沖程長(zhǎng)度；總的來(lái)說(shuō)，該21mm的總長(zhǎng)度接近拇指操作的柱塞鈕可控制的最長(zhǎng)的合理舒適的沖程長(zhǎng)度。

使用這些尺寸，依照本發(fā)明的移液管1210的下段1240穿過(guò)16mm的主沖程長(zhǎng)度，排出達(dá)到200μl的定量容量，且在5mm吹出沖程期間，約250μl的額外空氣經(jīng)由從上段1244轉(zhuǎn)移而排出。與此相比，傳統(tǒng)移液管在相等長(zhǎng)度(和相等時(shí)間)的吹出沖程期間將會(huì)排出僅62.5μl的空氣，這樣以較慢的速率排放較少的空氣，將不能有效移除末端內(nèi)和末端上任何殘余的液體。所公開(kāi)的具有上述尺寸的移液管1210在吹出沖程期間提供四倍的空氣。然而，應(yīng)注意到腰段1242和上段1244的直徑可變化，因此依照所需的性能參數(shù)可以配置在吹出沖程期間提供的額外的空氣。

類(lèi)似地，在具有20μl容量的依照本發(fā)明的移液管中，具有16mm主沖程和5mm吹出沖程，且使用具有約1.25mm的下段直徑和約2.5mm的上段直徑的活塞，吹出沖程將會(huì)快速排出約25μl空氣，與此相比，具有相同容量和沖程長(zhǎng)度的傳統(tǒng)移液管，排出的空氣只有略高于6μl。

當(dāng)然，具有不同容量(例如低至2μl、和高達(dá)5ml或更高)的排氣移液管在市場(chǎng)上容易得到，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠改變所公開(kāi)的移液管的尺寸以適應(yīng)不同容量的不同移液管。本文描述的實(shí)施方案僅是示例性的。我們相信本發(fā)明與低容積(200μl或更小，尤其是50μl或更小)的排氣移液管相結(jié)合是特別有利的，因?yàn)樵谳^小的容積中，可能附著至末端的液體相對(duì)于轉(zhuǎn)移的液體總體積的比例更大。

圖12的移液管示例了圖3中示意性顯示的活塞構(gòu)造。通過(guò)壓下該柱塞鈕1214，該活塞組件1228將軸向地移動(dòng)通過(guò)密封件1246和1248，如圖4-5中所示。圖12的移液管1210在這些位置未示例，這將是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)結(jié)合圖3-5的示例理解傳統(tǒng)移液管的操作而容易理解的。

圖9-11中示意性地示例的實(shí)施方案被示為與圖13中示例性的剖面移液管相關(guān)。與圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)的移液管和圖12的固定密封實(shí)施方案相同，圖13中示例了RAININ CLASSIC移液管的簡(jiǎn)化版本，以便最清楚地描述如何將本發(fā)明并入手持式手動(dòng)排氣移液管中；在其他移液環(huán)境中的其他實(shí)施方案(例如多通道手持式移液管、臺(tái)式多通道移液管或機(jī)器人設(shè)備)能夠容易地從本公開(kāi)得到。

圖13的移液管包括可手持移液管體1312、用于操作該移液管1310的柱塞鈕1314和柱塞桿1316、耦接至噴射鈕1320的末端噴射器1318、和安裝末端的軸桿1322。

包括容積旋鈕1324和容積設(shè)定螺桿1326的該容積設(shè)定機(jī)構(gòu)，與傳統(tǒng)移液管中存在的機(jī)構(gòu)相當(dāng)。該柱塞桿1316抵靠著活塞組件1328起作用，活塞組件由沖程彈簧1330和吹出彈簧1332向上彈簧式偏壓，吹出彈簧以預(yù)加載狀態(tài)安裝，僅當(dāng)該活塞組件1328越過(guò)特定的原始位置時(shí)才進(jìn)一步被壓縮。

在如圖9-11中所概念性地示出的，圖13的活塞組件1328是分段的?；钊M件1328包括剛性的中心核1340以及較窄的下密封環(huán)1342和較寬的上密封環(huán)1344。在所公開(kāi)的實(shí)施方案中，活塞的核1340是由剛性較強(qiáng)的聚合物(例如聚醚酰亞胺(PEI))模制而成，而密封環(huán)1342和1344是由柔性較強(qiáng)的材料(例如乙烯丙烯二烯烴單體(EPDM)橡膠)模制而成的唇形密封件，有利地用適合的全氟聚醚(PFPE)或其他潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。該密封環(huán)1342和1344可以由任意適合的材料形成，且可以采取壓縮的O形環(huán)、唇形密封或裙式密封的形式；根據(jù)性能需求的指示，其可以是干密封或濕密封。材料和組裝方法可以類(lèi)似于授予Moriarty等的申請(qǐng)日為2013年1月15日的名稱(chēng)為“用于多通道排氣移液管的液體端組件”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)13/742,305中描述的活塞和圓柱中所用的那些，該專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^(guò)引用而如全文記載那樣并入本申請(qǐng)。盡管該申請(qǐng)公開(kāi)了一種多通道手持式移液管，但其中公開(kāi)的活塞和圓柱的各個(gè)方面都可以用于本文公開(kāi)的移液管中，無(wú)論其包括單通道還是多通道，無(wú)論其是手持式或底座式，以及無(wú)論是手動(dòng)操作的或自動(dòng)驅(qū)動(dòng)的。其他構(gòu)造也是可行的，且普通技術(shù)人員將容易想到。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，該活塞組件1328通過(guò)緊摩擦配合耦接至柱塞桿1316，盡管在替代的實(shí)施方案中，該活塞核1340和柱塞桿1316可以通過(guò)螺紋接頭、粘合劑固接在一起，或者甚至可以作為單一元件加工或模制而成。這些由移液管設(shè)計(jì)領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)領(lǐng)域內(nèi)公知的常規(guī)設(shè)計(jì)而決定。

如示例的那樣，軸桿1322限定了下腔1346和上腔1348；如上面參照?qǐng)D9-11所指出的那樣，腔1346和1348可以由軸桿限定，或者在替代的實(shí)施方案中由移液管體限定，或者形成為配合在軸桿或移液管體內(nèi)的單獨(dú)的模塊。無(wú)論怎樣制造，腔1346和1348優(yōu)選為由能夠維持光滑內(nèi)表面的、剛性較強(qiáng)的聚合物制成。

如圖9-11中，活塞組件1328的下密封環(huán)1342和下腔1346的尺寸和構(gòu)造，使得當(dāng)下密封環(huán)1342軸向地位于下腔1346的未限定下凹槽1350的部分處時(shí)，下密封環(huán)1342與下腔1346的內(nèi)表面之間形成下密封。類(lèi)似地，上密封環(huán)1344和上腔1348的尺寸和構(gòu)造，使得當(dāng)上段1344軸向地位于上腔1348的未限定上凹槽1352的部分處時(shí)，上密封環(huán)1344與上腔1348的內(nèi)表面之間形成上密封。隨著活塞組件1328通過(guò)柱塞桿1316在使用者的控制下軸向地移動(dòng)，該移液管1310如圖9-11的示意性示例中所示例地那樣操作。

與本發(fā)明的其他實(shí)施方案相同，該密封環(huán)1342和1344與腔1346和1348應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)和制造成具有足夠的耐久性，以避免在移液管可接受的使用期間退化；與具有圓柱形活塞和單一密封的傳統(tǒng)移液管不同，密封環(huán)1342和1344周期性地分別經(jīng)過(guò)位于下腔和上腔1346和1348中的凹槽1350和1352，這可能會(huì)導(dǎo)致密封磨損的增加。因此，腔1346和1348中的凹槽1350和1352可具有斜面或圓邊以減少磨損和損害。

在所公開(kāi)的實(shí)施方案中，再次粗略地代表了具有最大200μl的液體容量(為了簡(jiǎn)化和清楚示例的目的)，該活塞組件1328與腔1346和1348可具有如下有利的尺寸：下密封環(huán)1342具有約4mm的直徑；上密封環(huán)1344具有約8mm的直徑。該移液管1310具有約16mm的主沖程長(zhǎng)度和約5mm的吹出沖程長(zhǎng)度；總的來(lái)說(shuō)，這21mm的總長(zhǎng)度接近拇指操作的柱塞鈕可控制的最長(zhǎng)的合理舒適的沖程長(zhǎng)度。

使用這些尺寸，依照本發(fā)明的移液管1310的下密封環(huán)1342穿過(guò)16mm的主沖程長(zhǎng)度，排出超過(guò)200μl的定量容量，在5mm吹出沖程期間，約250μl的額外空氣經(jīng)由從上密封環(huán)1344轉(zhuǎn)移而排出，經(jīng)由下凹槽1350繞開(kāi)下密封環(huán)1342。上密封環(huán)1344的直徑可以變化，因此可依照所需的性能參數(shù)配置在吹出沖程期間提供的額外的空氣。

類(lèi)似地，在具有20μl容量的依照本發(fā)明的移液管中，具有16mm主沖程和5mm吹出沖程，且使用具有約1.25mm的下段直徑和約2.5mm的上段直徑的活塞，吹出沖程將會(huì)快速排出約25μl空氣，與圖12中描繪的實(shí)施方案相同。機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)能夠改變所公開(kāi)的移液管的尺寸以適應(yīng)不同容量的不同移液管。本文所述的實(shí)施方案僅是示例。

圖13的移液管示例了圖9中示意性顯示的活塞構(gòu)造。通過(guò)壓下柱塞鈕1314，活塞組件1328及其密封件1342和1344將在其相應(yīng)的腔1346和1348中軸向地移動(dòng)，如圖10-11中所示。圖13的移液管1310在這些位置未示例，這將是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)結(jié)合圖9-11的示例理解傳統(tǒng)移液管的操作而容易理解的。

應(yīng)當(dāng)觀察到盡管在一些細(xì)節(jié)方面提出了本發(fā)明的各種實(shí)施方案的前述詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限制于這些細(xì)節(jié)，依照本發(fā)明制造的具有增強(qiáng)的吹出特征的移液管可在很多方面與所公開(kāi)的實(shí)施方案不同。特別是應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的實(shí)施方案可以用于很多不同的流體處理應(yīng)用中。在本文的多處內(nèi)容中在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用了術(shù)語(yǔ)“上”和“下”，參照豎直定向的標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)手持式移液管，遠(yuǎn)端開(kāi)口在下端，柱塞鈕在上端；應(yīng)認(rèn)識(shí)到這些術(shù)語(yǔ)僅用于清楚和簡(jiǎn)便的目的，不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對(duì)移液管或其組件的限制，所述移液管或其組件可以以不同的方向定位。盡管本發(fā)明在容積可調(diào)節(jié)的手動(dòng)手持式移液管的情況下進(jìn)行描述和示例，但其同樣可應(yīng)用于其他類(lèi)型的排氣移液管，包括固定容積移液管、電子移液管和各種類(lèi)型的臺(tái)式和獨(dú)立式液體處理裝置。應(yīng)當(dāng)指出為了解釋和清楚的目的，上面進(jìn)行了功能的區(qū)分；但在依照本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中，結(jié)構(gòu)的區(qū)分可以不沿相同的邊界進(jìn)行。因此，其適當(dāng)?shù)姆秶徽J(rèn)為是依照下面提出的權(quán)利要求。