具有咬封蓋(Snap-onCap)的實驗室培養瓶的製作方法
2023-05-25 12:32:26 3
專利名稱：具有咬封蓋(Snap-on Cap)的實驗室培養瓶的製作方法
技術領域：
本發明涉及長頸瓶領域，尤其涉及一種實驗室培育用的長頸瓶和瓶蓋。
背景技術：
由各種材料製成並具有相應封口裝置的長頸瓶已設計並應用於廣泛的 領域。在實驗室中，培養瓶用於在培養基中培養微生物或組織，其中培養 基附著在培養瓶的內表面上。對於這樣的培養瓶，通常的要求是它們具有 較大的可進入開口 ，從而利用移液管或刮刀向培養瓶內填入或移出材料。 另一個通常要求是上述培養瓶能夠以通風或者氣密的方式被封閉。
US 3,870,602 />開了一種透氣無菌培養瓶。這種無菌培養瓶包括一個 頸狀開口，該頸狀開口相對於瓶子底壁以一定角度傾斜設置，從而移液器 或者其他儀器可以插入瓶子裡，能接觸到其中任意部分的容納物。其柱形 瓶頸上刻上螺紋，以適於接收螺紋式瓶蓋。
US 4,770,854公開了另一種實驗室培養瓶，這種培養瓶的部分底壁限 定了一個從瓶頸到底壁水平部的斜坡。瓶頸被設置有平坦下表面，並且該 平坦下表面和斜坡相交。開口端為圓形的瓶頸上還配置有螺紋，以用來和 螺紋瓶蓋共同作用。這種特別寬的瓶頸及其連接到所述斜坡的平坦下表面 提供了進入培養瓶所有四個角落的改善通道。
另外，US 5,924,583公開了又一種組織培養瓶，這種培養瓶也配置有 用來改善進入通道的較寬瓶頸。通過稍微抬高培養瓶上壁上方的瓶頸，並 且提供從瓶頸到培養瓶前壁延伸的填料壁，可以得到這種培養瓶。設置普 通的刻有螺紋的螺旋瓶蓋用來密封培養瓶的內部。
US 6,818,438也公開了 一種嘗試改善培養瓶內部可達性的組織培養瓶。 在這種培養瓶中，瓶頸的開口端為圓形，但是在靠近培養瓶的瓶頸端是向 上凹陷的橢圓弧和向下凹陷的圓弧。^L頸的橢圓部分基本上與培養並瓦前壁 的斜坡相切。這種幾何結構有利於移液管、刮刀以及其他儀器的進入。培
養瓶的柱形開口端配置有適用於螺紋旋開蓋的瓶頸。
在實驗室試驗或測試過程中，經常需要將大量的培養瓶打開、置於通 風位置或者關閉。通風位置是組織培養特別需要的，在通風位置處，氣體 可以被散出或者吸收。因此，氣體的自由交換對於限制培養瓶內部壓力以
及將氧氣或其他氣體提供到培養瓶內部來說是必要的。WO88/01605中公開 了一種用於細胞培養瓶的防汙染瓶塞，具體來說是螺紋蓋。覆蓋培養瓶開 口的部分塑料阻塞器和過濾材料製成的疏水過濾元件結合一起，其中過濾 材料具有小孔尺寸或者截止(cut-off)，以允許瓶內容納物與周圍環境之 間進4亍無菌氣體交換。
US 5,578,491公開了一種"可重複使用的通風瓶蓋"，該文獻揭露了 一種長頸瓶，該長頸瓶具有通風蓋以及當需要時用來密封通風蓋的塞子。
文獻US 6,085,922公開了一種"具有觸覺指示封閉物的容器及封閉組 件，，，該設計目的解決螺紋/非螺紋封閉物的繁瑣操作問題。該封閉物可以 圍繞軸旋轉，由此封閉物可以在開口和關閉位置之間重複往返運動。
所有這些已知的培養瓶及其採用的密封物均使用了某種形式的螺紋蓋 和相應的螺紋瓶頸。這些瓶頸的開口端均至少具有一個圓形部分。培養瓶 的關閉、置於通風位置以及打開等這些手動操作，需要相對於培養瓶旋轉 瓶蓋，當重複執行時，這些手動操作不是最好的人體功效學姿勢。此外， 雖然許多上述引證文件通過使用某些特別特徵，企圖改善向培養瓶內部的 進入，但是都沒有提供非常令人滿意的解決辦法。此外，為了打開和關閉 這些螺紋蓋，必須對培養瓶上的瓶蓋施加一定的力。因此，如果沒有另一 只手或其他裝置對瓶子進行維持，僅使用 一隻手則不能夠打開或關閉瓶蓋。
文獻US 6,114,165公開了一種由培養室、較寬長圓形開口以及封閉單 元組成的長頸瓶。封閉單元配置有咬封式封閉物、支座和彈簧，彈簧穿過 支座用於連接封閉物和長頸瓶的主體。該文獻中描述的這些長頸瓶首先一 個問題是，封閉物中摺疊部分的存在不適合細胞培養。實際上，當例如移 液器或者刮刀的工具進入長頸瓶內部時，可能發生細胞落入摺疊部分內部 的情況，當再次打開長頸瓶時這會導致汙染問題。彈簧的使用則具有進一 步的缺陷。 一方面，當重複使用時，封閉機構可能呈現出疲勞，並可能斷
裂。另一方面，當封閉機構為螺紋蓋時，則需要對瓶蓋施加力，當關閉或 打開瓶蓋時，這種力則會傳輸到瓶子上。以這種方式，這種長頸瓶堆疊可 能遭到損壞。另一個問題是，如果使用者沒有對封閉物頂部施加足夠的壓 力，則存在瓶子沒有被完全封閉的巨大風險。對於這種一側配置有小型閂 鎖和鋸齒系統，並且另一側由彈簧維持的長頸瓶，不能夠獲得理想的密封 性。此外，也沒有裝置來控制長頸瓶是否被正確關閉。再一個問題是，由 於打開時封閉物裝置懸掛在長頸瓶上，因此打開和關閉堆疊的長頸瓶是不 可能的。事實上，僅使用一隻手從其懸掛位置旋轉所述瓶蓋，並且以正確 關閉所述長頸瓶的方式將瓶蓋放置在長頸瓶上，則使用者關閉長頸瓶所必 需執行的動作是不容易實現的。首先必需將封閉物放在一隻手裡，並進行 旋轉直至封閉物被準確放置於瓶頸的前部，然後，將封閉物定位，以最終 將其推到用於關閉的瓶頸上。這種方式需要數個利用雙手才可能實現的操 作，並且浪費時間。此外，這種長頸瓶在通風或者氣密位置可能不被關閉。
因此，需要為具有瓶頸的組織培養瓶提供 一 種容易到達培養瓶內表面 的途徑，其中培養瓶被提供有具有通風和密封位置的瓶蓋，以容易操作實 驗室工作。尤其是，需要容易操作瓶蓋的關閉、置於通風位置或者關閉， 其中瓶蓋的打開/通風/關閉位置能夠被視覺或觸覺檢查。
發明內容
本發明克服了現有技術的缺陷，並可以獲得現有技術不能實現的其他 優點。
依照本發明第一個方面，提供了一種實驗室培養瓶和適於關閉所述培 養瓶的瓶蓋的組合。所述實驗室培養瓶包括瓶腔和連接到所述瓶腔並提供 進入所述瓶腔內部的通道的瓶頸。所述瓶蓋由可變形彈性材料製成，並且 適於通過沿著所述瓶頸的平移運動而插到所述瓶頸上，所述瓶頸的外表面 和所述瓶蓋的內表面上配置有至少兩對各自的配合裝置，設置所述各自的 配合裝置在所述瓶蓋未變形時產生閉鎖效果，以及在所述瓶蓋變形時產生 開鎖效果，由此通過對所述瓶蓋施加力而不對培養瓶施加力，就能夠將所 述瓶蓋插到所述培養瓶，或者從所述培養瓶上取下。
優選地，各自的配合裝置將所述瓶蓋保持在通風位置，其中在通風位
置，所述瓶蓋和所述培養瓶之間的氣體通道是打開的。
當位於通風位置時，所述瓶蓋的變形導致所述配合裝置釋放，瓶蓋開鎖。
一對配合裝置可以包括位於所述瓶頸上的凸出部和位於所述瓶蓋上的 凹進部。
優選地，所述瓶-蓋組合包括兩對互相相對位於所述瓶頸-瓶蓋組合上第 二配合裝置的。
依照一個優選實施例，所述瓶蓋包括用於解鎖所述配合裝置的按壓區域。
所述瓶頸包括閂鎖，反之，所述瓶蓋包括對應的夾持部。所述瓶頸和 所述瓶蓋可以包括各自的引導裝置，例如位於所述瓶頸上的引導軌道和位 於所述瓶蓋上的引導肋。
依照一個優選實施例，所述瓶頸為柱體。在本描述中，我們理解單詞 "柱體"為最普通的含義，即， 一條直線與一閉合的平面線(準線)相交 並沿其移動，同時和不在準線平面上即與該平面平行的一固定直線保持平 行的所產生的表面。具體來說，準線不局限於圓形，而可以是任意的封閉 曲線或封閉線。準線也可以稱作柱體截面。瓶頸可以具有大體多邊形的截 面，所述多邊形的截面可以是具有圓角的多邊形，或者可以是矩形。瓶頸 也可以具有大體圓形的截面。
根據本發明的第二方面，本發明提供了 一種用於本發明所述組合的實 驗室培養瓶，以及適用於所述組合的瓶蓋。所述瓶蓋優選包括用於插入培 養瓶的瓶頸中的裙邊，從而導致氣封和液封接觸。所述裙邊優選包括隆起 部。
本發明還提供了一種使用本發明的所述組合打開及關閉實驗室培養瓶 的方法。
本發明實施例的其他方面及優點，將結合參考附圖及最佳實施例的詳 細描述給出說明。
圖1為本發明的瓶蓋和培養瓶(局部視圖)組合的透視圖，其中瓶蓋
和培養瓶為分開的；
圖2為本發明的瓶蓋和培養瓶(局部視圖)組合的透視圖及局部剖視 圖，其中瓶蓋位於關閉位置；
圖3a、圖3b、圖3c分別為本發明的培養瓶和瓶蓋組合的側剖視圖、 側視圖及俯視圖，其中瓶蓋位於關閉位置；
圖4a、圖4b、圖4c為本發明的培養瓶(局部視圖)和瓶蓋組合的部 分側剖視圖，其中瓶蓋分別位於通風位置、半通風位置及關閉位置；
圖5a為沿著圖5c顯示的本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋A-A線的剖 視圖5b為沿著圖5c顯示的本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋B-B線的剖 視圖5c圖為本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋俯視圖6a為沿A-A線的圖5a顯示的本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋放大 細節側剖^L圖6b為圖5b顯示的本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋放大細節上剖視
圖6c為沿著圖5a的本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋M-M線的放大細 節頂剖視圖。
具體實施例方式
參考圖1，圖1並排顯示了瓶蓋1和局部視圖的培養瓶2。通過沿著箭 頭T的平移運動，可以將瓶蓋1插到培養瓶2的瓶頸3上。瓶頸3和瓶蓋 1均為具有圓角的大體矩形截面。當將瓶蓋1插到瓶頸3上方時，瓶蓋1 的較長表面5朝向瓶頸3的較長表面6定位。引導軌道9配置在瓶頸3的 較短外表面8上，並且對應的引導肋IO配置在瓶蓋1的兩個相對的較短內 表面7上(其中圖1的透視圖隱藏了另一半的引導肋10)。此外，在瓶頸 3的兩個相對的較長外表面6上還配置有凸出部11,並且在瓶蓋1的兩個 相對的較長內表面上配置有對應的凹進部12及13 (其中圖1的透視圖中 隱藏了另一半的凹進部12及13)。 當利用瓶蓋1關閉培養瓶2時，操作員開始將瓶蓋1插到瓶頸3上。
瓶蓋1在瓶頸3上移動的過程中，瓶蓋引導肋10由引導軌道9引導。當凸 出部11對著用於通氣位置的凹進部12時，可以感覺到觸覺阻力，並且聽 到一種。卡噠的聲音，從而確認瓶蓋1位於通風位置。然後，操作員可以繼 續插入瓶蓋l，直至凸出部11對著用於關閉位置的凹進部13，當再次感覺 到觸覺阻力，並聽到呼噠的聲音，則確認瓶蓋1位於關閉位置。
為了改善安全性，在引導軌道9的端部設置有閂鎖14，並且在瓶蓋1 的較短外表面7上對應設置有夾持部15。瓶蓋1由可變形材料製成，因此 通過按壓瓶蓋1的兩個相對的較短表面7，相對的較長表面5則互相分離， 並且凹進部12或13從凸出部11上釋放，並且當處於關閉位置時，閂鎖 14從夾持部15上釋放。為了方便使用，可以在按壓區域16內刻槽。
當利用拇指和食指在相對的按壓區域16上按壓瓶蓋1時，使用者在不 利用任何摩擦的情況下將瓶蓋捏住並將其插入，並且瓶蓋1沒有對瓶頸3 施加力。在移動的終點，使用者釋放對瓶蓋1的壓力，然後，通過凸出部 11和凹進部12的共同作用，將瓶蓋1保持在瓶頸3上。以這種方式，僅 利用一隻手，實際上僅使用兩個手指，則能夠容易地將瓶蓋1放到瓶頸3 上。在關閉運動中，不存在意外移動培養瓶的危險。當打開培養瓶時，在 沒有對培養瓶施加任何力的情況下，通過平移運動則足以再次捏起瓶蓋1， 並簡單地從瓶頸3上將瓶蓋1取下。
圖2為本發明的瓶蓋1和培養瓶2組合的透視圖及局部剖視圖，其中 瓶蓋l位於關閉位置。凸出部11嚙合在用於關閉位置的凹進部13中，並 且閂鎖14與夾持部15嚙合。瓶蓋1的上部配置有裙邊(skirt) 17，在關 閉位置，裙邊17被按壓和瓶頸3的內表面接觸，由此確保關閉的緊密性。 利用本發明大體為矩形截面的瓶頸3和瓶蓋1的設計，在瓶頸3的下部可 以得到平面部18。平面部18和斜坡或斜面19延續相交，其中斜」皮或斜面 19是與培養瓶2的底壁20連接的。因此，方便使用細胞刮刀穿過培養瓶2 的底部20，併到達培養瓶2的瓶頸3。當使用者打算打開培養瓶2時，利 用拇指和食指推動按壓區域16,由此鬆開每對凸出部11和凹進部13。然 後，通過平移運動，可以將瓶蓋1從瓶頸3上取下。由於沒有力施加在瓶 頸3上，因此在打開或關閉瓶蓋的過程中，不需要用手或其它裝置來維持 培養瓶2。
圖3a為本發明實施例的培養瓶2和瓶蓋1的側剖視圖，其中瓶蓋l位 於關閉位置。如圖3c的俯視圖所示，培養瓶2可具有大概為六邊形的形狀。 通常在實驗室內製造及使用不同容量的一組培養瓶，例如50ml到1000ml。 圖3a顯示瓶頸3下部的平面部18與斜坡19連續地結合一起，並且然後和 培養瓶的底壁20結合。從圖中可知，刮刀可以容易地越過該路徑移動。
圖4a為本發明的培養瓶和瓶蓋組合的部分側剖視圖，其中瓶蓋位於通 風位置。裙邊17不接觸瓶頸3的內表面，因此在瓶蓋1和瓶頸3之間留出 空氣或氣體的自由通道。通過安裝兩個凸出部11和用於通風位置的兩個對 應凹進部12，可以將瓶蓋1牢固地保持在適當位置。將瓶蓋1插入瓶頸3 上時，當瓶蓋到達圖4a所示的通風位置，則聽到第一次的。卡噠聲。達到該 位置不需要對瓶頸3施加任何力。當進一步向瓶頸3上推動瓶蓋1時，當 隆起部21接觸到瓶頸3的內壁，則聽見並感覺到第二次的。卡噠聲。半通風 位置如圖4b顯示，半通風位置提供了一種中間通風狀態。當再次向瓶頸3 推動瓶蓋1時，當凸出部11接觸到用於關閉位置的凹進部13，則聽見並 感覺到第三次。卡噠聲。關閉位置如圖4c所示。如圖2所示，瓶蓋1的頂部 上標記了關於三次啼噠聲的指示。
圖5a為本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋剖視圖。
圖5b為沿著圖5c顯示的本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋B-B線的剖 視圖。裙邊17面向瓶頸3內部的表面稍稍做成推狀(例如6度)，並設置 有隆起部21。因此，起初容易將裙邊17插入瓶頸3中，但是隨著瓶蓋1 的前進，以及隨著隆起部21抵抗瓶頸3內側的壓力增加，將遇到增加的阻 抗力。相反地，當通過按壓瓶蓋較短側面7上刻有槽的按壓區域16來釋放 瓶蓋1時，瓶蓋1則容易移開。
圖5c為沿著圖5a顯示的本發明培養瓶和瓶蓋組合的瓶蓋L-L線的放 大細節上剖視圖，並且圖5c顯示了位於瓶蓋1較長表面5內部並且用於關 閉位置的凹進部13。
圖5d為圖5b顯示的本發明培養瓶和瓶蓋組合的放大細節上剖視圖，並且顯示了位於瓶蓋l較長表面5內部且用於通風位置的凹進部12和用於
關閉位置的凹進部13。這些凹進部截面做成為具有30度角的推體，從而 為凸出部ll提供一個鎖住機構。
培養瓶優選由清澈的透明剛性塑料製成，例如聚苯乙烯。瓶蓋優選由 更有彈性的材料，例如聚乙烯製成，並且優選是彩色的。雖然上文描述瓶 頸和瓶蓋為柱狀的，但是為了更容易從模具裡取出，它們也可以製成稍稍 具有錐度，例如1或2度。
文中使用的詞語和描述僅用於闡述本發明，不表示作為本發明的限制。 儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言， 可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多 種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。 特別是，凸出部11和對應的凹進部12及13在從瓶頸3到瓶蓋1的排列順 序可以改變並且相反。同樣地，引導軌道9可以設置在瓶蓋1內部，並且 引導肋10位於瓶頸3外部。雖然本發明優選實施例中描述瓶蓋和瓶頸的多 邊形截面為矩形，但是也可以為其他多邊形，例如三角形、正方形、五邊 形和六邊形。
權利要求
1.一種實驗室培養瓶(2)和適於關閉所述培養瓶(2)的瓶蓋(1)的組合，其中，所述實驗室培養瓶(2)包括瓶腔和連接到所述瓶腔並提供進入所述瓶腔內部的通道的瓶頸(3)，其特徵在於，所述瓶蓋(1)由可變形彈性材料製成，並且適於通過沿著所述瓶頸(3)的平移運動而插到所述瓶頸(3)上，所述瓶頸(3)的外表面和所述瓶蓋(1)的內表面上配置有至少兩對各自配合的裝置(11-12，11-12)，在所述瓶蓋(1)未變形時產生閉鎖效果以及在所述瓶蓋(1)變形時產生開鎖效果，由此通過對所述瓶蓋(1)施加力而不對所述培養瓶(2)施加力，能夠將所述瓶蓋(1)插到所述培養瓶(2)上，或者從所述培養瓶(2)上取下。
2. 如前述任一項權利要求所述的組合，其特徵在於，所述各自配合的裝置 (11, 12)將所述瓶蓋(1 )保持在通風位置，其中在通風位置，位於所述瓶蓋(1)和所述培養瓶(2)之間的氣體通道為打開的。
3. 如前述任一項權利要求所述的組合，其特徵在於，當位於通風位置時， 所述瓶蓋(1)的變形導致所述配合裝置(11-12)釋放。
4. 如前述任一項權利要求所述的組合，其中， 一對配合裝置(11-12)包 括位於所述瓶頸(3)上的凸出部(11)和位於所述瓶蓋(1)上的凹進部(12)。
5. 如前述任一項權利要求所述的組合，其中， 一對配合裝置包括位於所述 瓶頸(3)上的凹進部和位於所述瓶蓋(1)上的凸出部。
6. 如前述任一項權利要求所述的組合，其特徵在於，所述組合包括兩對互 相相對位於所述瓶頸上的配合裝置(11-12, 11-12)。
7. 如前述任一項權利要求所述的組合，其特徵在於，所述培養瓶(2)和 所述瓶蓋(1)分別包括至少兩對的第二各自配合裝置(11-13， 11-13)， 所述第二各自配合裝置(11-13, 11-13)用於將所述瓶蓋(1)保持在關閉 位置，在關閉位置所述瓶蓋(1)和所述培養瓶(2)之間為氣密關閉。
8. 如權利要求7所述的組合，其特徵在於，該組合包括兩對互相相對位於 該瓶頸-瓶蓋組件上的第二各自配合的裝置(11-13, 11-13)。
9. 如前述任一項權利要求所述的組合，其特徵在於，所述瓶蓋(1)包括用於解鎖所述配合裝置(11-12; 11-13)的按壓區域(16)。
10. 如前述任一項權利要求所述的組合，其特徵在於，所述瓶頸(3)包括 閂鎖(14)，以及所述瓶蓋(1)包括對應的夾持部(15)。
11. 如前述任一項權利要求所述的組合，其特徵在於，所述瓶頸(3)和所 述瓶蓋(1)包括各自的引導裝置(9， 10)。
12. 如權利要求11所述的組合，其特徵在於，所述引導裝置為位於所述瓶 頸(3)上的引導軌道(9)和位於所述瓶蓋(1 )上的引導肋(10)。
13. 如前述任一項權利要求所述的組合，其特徵在於，所述瓶頸為柱狀。
14. 如權利要求13所述的組合，其特徵在於，所述瓶頸具有大體為多邊形 的截面。
15. 如權利要求14所述的組合，其特徵在於，所述大體多邊形的截面為具 有圓角的多邊形。
16. 如權利要求14所述的組合，其特徵在於，所述多邊形為矩形。
17. 如權利要求1至13任一項所述的組合，其特徵在於，所述瓶頸(3) 具有大體圓形的截面。
18. —種適用於權利要求1至17任一項所述組合的實驗室培育瓶(2)。
19. 一種適用於權利要求1至17任一項所述組合的瓶蓋(1 )。
20. 如權利要求19所述的瓶蓋(1)，其特徵在於，所述瓶蓋包括用於插 入培養瓶(3)的瓶頸中的裙邊(17)，從而導致氣封和液封接觸。
21. 如權利要求20所述的瓶蓋(1 )，其特徵在於，所述裙邊(17)包括 隆起部。
22. —種打開及關閉實驗室培養瓶(2)的方法，其特徵在於，所述方法包 括使用權利要求1至17的所述組合的步驟。
全文摘要
一種實驗室培養瓶(2)和適於關閉所述培養瓶(2)的瓶蓋(1)的組合，其中所述實驗室培養瓶(2)包括瓶腔和連接到所述瓶腔並提供進入所述瓶腔內部的通道的瓶頸(3)，所述瓶蓋(1)由可變形彈性材料製成，並且適於通過沿著所述瓶頸(3)的平移運動而插入所述瓶頸(3)上，所述瓶頸(3)的外表面和所述瓶蓋(1)的內表面上配置有至少兩對各自配合的裝置(11-12，11-12)，在所述瓶蓋(1)未變形時產生閉鎖效果以及在所述瓶蓋(1)變形時產生開鎖效果，由此通過對瓶蓋(1)施加力而不對培養瓶(2)施加力，能夠將所述瓶蓋(1)插到所述培養瓶(2)上，或者從所述培養瓶(2)上取下。
文檔編號B01L3/14GK101346459SQ200680048827
公開日2009年1月14日 申請日期2006年9月29日 優先權日2005年12月22日
發明者亞裡夫·門克爾, 約阿夫·拉姆, 萊容·門克爾 申請人:潘塔克勒國際控股公司