CN101187580A - 用于校准移液管或分配系统的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于校准移液管或分配系统的装置，其包括平板(2)，所述平板(2)包括至少一个具有装载口(4)的通道(3)，该装载口(4)用于接收位于所述至少一个通道一端的测试容积的流体，和位于所述至少一个通道另一端的开口(5)，其中所述至少一个通道(3)被构造为毛细管。而且本发明涉及一种用于校准移液管或分配系统的方法，包括步骤：向装置(1)的装载口(4)内引入第一容积的流体，记录装置(1)的通道(3)内的流体柱的第一长度，从待校准的移液管或分配系统向同一装载口(4)引入第二容积的流体，记录通道(3)内的流体柱的第二长度，通过计算第二长度和第一长度之间的距离并将所述距离乘以通道(3)的横截面积来计算由移液管或分配系统分配的容积。

Description

用于校准移液管或分配系统的装置和方法
本发明涉及一种用于校准移液管或分配系统的装置，以及用于校准移液管或分配系统的方法。
用于校准移液管的已知技术通常基于所谓的重量分析。蒸馏水样本被分配到位于精密分析天平顶部的接收容器内。众所周知，水的密度是一个常数，并且该分配样品的重量提供了对分配容积的精确指示。利用重量分析法的条件是待测量的流体的密度事先应已知。重量分析法特别适合于校准大约小于两微升的小容积移液管。至少当以标准实验室天平来执行时，重量分析法的固有不确定性可变得格外严重。在这种情况下，可使用适当地校准的所谓的微天平，但是，这非常昂贵。基于重量分析法的移液管的校准方法还描述在美国专利US6,804,985B2，US6,455,787B1以及US6,615,638B1中。
其它已知的校准技术基于所谓的比色法。根据比色法，使用光度计来测量样品流体在分配之前和之后的不同波长的吸收率。根据比尔定律，吸收率与浓度成正比，因此有可能确定所分配的容积(见例如美国专利文献US5,298,978A，US5,061,639A，US4,354,376A和US5,492,673A)。
用于移液管校准的比色分析和重量分析装置通常相对较贵，因此由于蒸发的原因其用于小容积的校准非常有限。
本发明的一个目的是提供一种其制造相对经济的用于校准移液管或分配系统的装置。本发明的另一目的是提供一种用于校准移液管或分配系统的装置和相应的用于校准移液管或分配系统的方法，其可在无需事先知道待测量的流体密度的前提下使用。
为了实现本发明的这些以及其它目的，其中它将在下面的说明书中变得更明显，提供了一种用于校准移液管或分配系统的装置，该装置具有平板，该平板包括至少一个具有装载口的通道，该装载口用于接收位于所述至少一个通道一端的测试容积的流体，和位于所述至少一个通道另一端的开口，其中所述至少一个通道被构造为毛细管。表达“至少一个通道的另一端”限定了所述至少一个通道的位于与至少一个通道的设置有装载口的端部相对的端部。表达“移液管”涵盖了手动移液管，多移液管或自动移液系统。表达“分配系统”同样涵盖了计量系统。在本发明的意义上，校准的意思是通过使用标准装置来核实所分配的容积。根据本发明的装置构成了这样一个标准装置。
该至少一个通道优选可见地位于平板的表面上，并且被带子或薄膜覆盖，特别是被带涂层的亲水性的带子覆盖。对于装置的更精密功能来说，所分配的测试容积的流体基本上通过毛细管作用完全吸入到通道内。为了实现该结果，通道和/或带子优选地是亲水性的。带子优选地是透明的，以使得用户实际上能够看见通道内的流体柱。此外或者作为替换地，平板的材料可以是透明的。
平板的材料优选地包括或全部包括玻璃或透明塑料材料，例如PMMA(甲基丙烯酸甲酯)，PC(聚碳酸酯)，COC(环烯聚合物)，PS(聚苯乙烯)，PE(聚乙烯)，或者PP(聚丙烯)。玻璃本身构成了亲水材料，通向亲水通道。
平板或带子可以由金属制成，只要至少一个平板或带子由透明材料制成即可。即，如果带子由透明材料制成，则平板可由金属制成，并且如果平板由透明材料制成，则带子可由金属制成。
可替换地或者额外地，平板材料可被特别地涂覆，特别是涂覆以糖衣(sugar-base-coated)，以便增强亲水效果。相对便宜一些的亲水涂层可由所谓的电晕气溶胶(corona-aerosol)处理来实现。这种涂覆技术可在大气压下实行。
平板的材料也可以包括表面处理塑料，其中该表面已经过等离子和/或UV光处理，以增强亲水效果。而且，为了实现高的亲水性，通道优选地不具有锐边。
根据本发明的用于校准的装置可被相对便宜地制造，并且用户不需要任何其它昂贵的校准设备，例如精密天平或光度计，这些都是已知校准方法和装置中所用到的。此外，与例如已知的重量分析校准方法相比，可测量除了水或已知其密度的液体之外的流体。根据本发明的装置可直接测量容积，而无需事先知道流体的密度以计算容积。
根据本发明的装置优选地包括用于测量通道内的流体柱的标尺，以使得该装置可被用户通过眼睛察看直接读出，或者通过视觉系统或容量系统自动读出。具有例如640×480像素的标准黑白相机足以用来确定通道内的流体柱的长度。可替换地，特别适合于本发明的装置的电容系统可被用来测量通道内的流体柱的长度。
而且，由于本装置的通道被构造为毛细管，所以被滴管移至装置的装载部的流体可被引入到通道内，并且不会容易地蒸发。因此，提高了测量精度。这在生命科学领域特别重要，其中通常需要用滴管吸取微升以下直至毫升的液体。
根据本发明的用于校准移液管或分配系统的方法包括步骤：向根据本发明的装置的装载口内引入第一容积的流体，优选为有色的流体，记录本装置的通道内的流体柱的第一长度，从待校准的移液管或分配系统向同一装载口引入第二容积的流体，记录通道内的流体柱的第二长度，通过计算第二长度和第一长度之间的距离并将所述距离乘以通道的横截面积来计算由移液管或分配系统分配的容积。在本方法的第一和第三步骤中使用的流体可以为不同的流体。
在本方法的第一步骤中引入的流体优选是带颜色的，特别是深色，以便更好的观测。在第一步骤中，第一容积的流体优选地被引入到装载口，直到流体柱的第一长度达到约5-50mm。该颜色使得用户能够更容易地分别检测通道内的流体柱或流体柱的第一长度和第二长度。在本方法的最后一个步骤中进行容积的计算使得能够校准移液管或分配系统。
所述至少一个通道的位于装载口相对侧的开口优选形成为过剩液体槽或形成为排气口。即，根据本发明的装置的至少一个通道优选地分配有过剩液体槽，该过剩液体槽优选地位于通道的与装载口相连接的通道端部相对的端部。可替换地，排气口形式的开口也可被分配给所述至少一个通道，该排气口优选地位于通道的与装载口相连接的通道端部相对的端部。用于校准的方法是可重复的，直到液体填满通道并且到达开口为止，特别是到达过剩液体槽或排气口。
为了确定第一长度或第二长度，特别地，一滑块，优选具有游标的滑块可用来容易地确定流体柱的第一长度和第二长度。
本发明的其它有利特征和应用可从从属权利要求和下面的示出了本发明的附图的描述中得出。该唯一的附图示出了根据本发明的装置的优选实施例。用于校准移液管或分配系统的装置1包括平板2，在平板2的所示表面内具有四个通道3。每一个通道3分配有装载口4和过剩液体槽5。通过向数个通道3提供相应的装载口4和过剩液体槽5，可同时校准数个移液管或分配系统。装载口4的内径例如为1毫米。它们可优选地在一侧被放大，具有锥形开口。
通道3优选地为曲流形式，该曲流具有纵向部件6和横向部件7，其中横向部件7最好比纵向部件6短一些。当然，通道3也可以被构造为一条直线，即，单独的纵向部件6。通道3优选地不具有锐边。通道3的可能弯曲分别是平滑或连续的。纵向部件6(包括过渡到横向部件7的部分)的长度优选为100毫米。曲流形式的通道3的每一个纵向部件6优选地具有相同的长度。相同的优选也适用于横向部件7。
对于不同的测试容积范围和不同的分辨率，通道3可具有不同的尺寸，特别是不同的横截面。表1示例性示出了根据本发明的用于不同通道横截面的装置的分辨率。
    通道横截面     容量/分辨率
    0.05毫米×0.05毫米     2.5纳升/毫米
    0.1毫米×0.1毫米     10纳升/毫米
    0.2236毫米×0.2236毫米     50纳升/毫米
    0.3162毫米×0.3162毫米     100纳升/毫米
    0.25毫米×1毫米     250纳升/毫米
    1毫米×1毫米     1微升/毫米
    1.581毫米×1.581毫米     2.5微升/毫米
通道3的横截面不必为长方形，而是至少部分地呈弧形，例如半圆形。弧形的横截面可带来更好的润湿性能。
装载口4连接至通道3的一端，过剩流体槽5连接至通道3的另一端。如果设置数个通道3，则它们的装载口4优选地全部位于平板2的同一侧，过剩流体槽5优选地位于相对侧。各装载口4优选地设置成相互间隔大致为9毫米，18毫米或者9毫米的任何倍数。如果装载口4以相互间隔9毫米来设置，则这种设置将能够校准所谓的多移液管，所述多移液管中的数个移液管通常间隔9毫米。
如果在一个平板2上设置数个通道3，则它们不必全都具有相同的尺寸。例如，具有不同横截面的通道3(参见表1)可设置在同一个平板2上。通过这种方式，可使用同一个装置1来校准较宽的容积范围。
移液系统通常包括标准的微滴定平板载体，例如由PS、PP、玻璃或金属制成的。装置1的平板2优选地具有与该滴定平板相同的规格，该规格通常为85.48毫米乘127.75毫米。通过使用这种规格的用于平板2的移液系统，根据本发明的装置1变得更加用户友好。
装置1优选地包括用于测量一个或多个通道3内的流体柱长度的标尺8，标尺8最好平行于通道3的纵向部件6定位。在平板2上可设置一个以上的标尺8，例如一个标尺8位于通道3之上，一个标尺8位于通道3之下。装置1的分辨率由通道3的纵向部件6的长度除以标尺8的长度单位的数量给出。用户可使用滑块，特别是具有游标的滑块来测量通道3内的流体柱长度。
应该理解，尽管这里已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是本发明并不局限于所述和所示的特定实施例。

Claims (16)

1.一种用于校准移液管或分配系统的装置，其特征在于，包括平板(2)，所述平板(2)包括至少一个具有装载口(4)的通道(3)，该装载口(4)用于接收位于所述至少一个通道一端的测试容积的流体，和位于所述至少一个通道另一端的开口(5)，其中所述至少一个通道(3)被构造为毛细管。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，通道(3)是亲水性的。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，通道(3)可见地位于平板(2)的表面上，并且由带子、特别是由带涂层的亲水性的带子覆盖。
4.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述开口形成为过剩液体槽(5)或形成为排气口。
5.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述平板的材料是透明的。
6.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述平板的材料包括玻璃、PMMA，PC，COC，PS，PE，或者PP。
7.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述平板的材料包括其表面已通过等离子和/或UV光处理过的表面处理塑料，以增强亲水效果。
8.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，平板(2)被涂覆，特别是涂覆以糖衣，以增强亲水性能。
9.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，通道(3)为曲流形式，所述曲流具有至少一个纵向部件(6)和至少一个横向部件(7)，横向部件(7)优选地比纵向部件(6)短一些。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述至少一个纵向部件(6)的长度约为100mm。
11.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，平板(2)包括数个通道(3)，每一个通道(3)用来校准一个移液管或一个分配系统。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，每一个通道(3)被分配一个装载口(4)，所述装载口(4)优选地设置成间隔大致为9mm或其倍数。
13.如前述权利要求之一所述的装置，包括用于测量位于通道(3)内的流体柱的标尺(8)，所述标尺(8)优选地平行于通道(3)的纵向部件(6)定位。
14.一种用于校准移液管或分配系统的方法，包括步骤：
向前述权利要求之一所述的装置(1)的装载口(4)内引入第一容积的流体，
记录装置(1)的通道(3)内的流体柱的第一长度，
从待校准的移液管或分配系统向同一装载口(4)引入第二容积的流体，
记录通道(3)内的流体柱的第二长度，
通过计算第二长度和第一长度之间的距离并将所述距离乘以通道(3)的横截面积来计算由移液管或分配系统分配的容积。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，引入第一容积的流体，直到流体柱的第一长度达到约5-50mm。
16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，特别地使用一优选具有游标的滑块来确定第一长度和第二长度。
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