一種微量樣品轉移工具的製作方法

2023-05-26 05:11:21

本發明屬於實驗儀器領域，涉及樣品轉移工具。

背景技術：

微量樣品轉移是生物、化學、醫學等實驗中的常規操作。ivf(體外受精)實驗的操作就涉及到微量樣本的轉移操作。因ivf的特殊性，微量樣品轉移操作要求準確度、穩定度極高。目前ivf實驗室的各類微量樣本操作，均是在橡膠頭上插上玻璃滴管，通過幾根手指夾持住玻璃滴管，用大拇指和食指對橡膠頭進行擠壓，從而達到抽吸和推打的目的。但是在實際使用中，這種方法有著一定的弊端：其一，其主要靠手指的固定，不同人手部的穩定度不同，會有不同程度的擺動和顫抖，會造成玻璃滴管碰觸其它非操作區域，有丟樣本和汙染的可能性；其二，在用手指按壓時，抽吸和推打的液體量會隨著諸多的因素變化，例如橡膠頭的軟硬程度、按壓力度以及玻璃滴管的插入深度等，這就造成每次轉移的量多少不均，對於不同液體之間的轉移會造成液體的混用和濃度的改變，而且持續長時間的用手指按壓，會造成手指部位肌肉的勞累，會有控制不精準的風險。

技術實現要素：

針對現有微量樣品轉移工具的不足，本發明提供了一種控制準確、操作安全、使用舒適的微量樣品轉移工具。本發明是通過以下技術方案實現的：

一種微量樣品轉移工具，包括：

外殼主體；

設置在外殼主體內部的膠輪、齒輪組、儲氣管、齒條、活塞；

設置在外殼主體外部的儲氣管出口；以及

軟管和用於與滴管相接的持針頭；其中，

所述膠輪的中心設置在外殼主體的側壁，膠輪的一部分突出在外殼主體另一側壁的外部；所述齒輪組設置在外殼主體的側壁，齒輪組與膠輪和齒條分別通過轉動連接，將膠輪的轉動傳遞給齒條；

所述儲氣管為中空管狀腔體，包含兩個開口端，一個開口端與外殼主體緊密連接，另一個開口端容納齒條；所述齒條進入儲氣管的一端與活塞緊密相連；所述活塞與儲氣管的內壁緊密相接並可以上下移動；

所述儲氣管出口與外殼主體緊密連接，並與設置在外殼主體內部的儲氣管的內腔氣體連通；

所述軟管連接儲氣管出口和持針頭。

優選地，所述齒輪組包括膠輪的共軸齒輪和雙聯齒輪，其中膠輪的共軸齒輪與膠輪共軸同步轉動，所述雙聯齒輪包括同軸轉動的齒輪a和齒輪b，齒輪a隨膠輪的共軸齒輪轉動，齒輪b驅動齒條運動。

進一步優選地，所述齒輪組還包括傳動齒輪，其位於膠輪的共軸齒輪和齒輪a之間，傳動齒輪受膠輪的共軸齒輪的驅動，傳動齒輪驅動齒輪a。

優選地，所述微量樣品轉移工具還包括夾持杆，所述夾持杆包括支杆和固定持針頭的組件，所述支杆一端設置在外殼主體的外部，與外殼主體牢固連接並可360°轉動，另一端與固定持針頭的組件相接；進一步優選地，所述組件為夾子結構。

優選地，所述持針頭為中空結構，一端與軟管相接，另一端塞有中央帶孔的膠塊。進一步優選地，與軟管相接的一端為倒三角錐形進氣口。

優選地，所述微量樣品轉移工具還包括防滑構件，所述防滑構件與外殼主體底部相接。進一步優選地，所述防滑構件包裹主體底部一定區域，為橡膠或矽膠材質。

優選地，所述儲氣管出口為中空圓柱狀，一端與外殼主體緊密相連，一端為倒三角錐形的出氣口。

優選地，所述外殼主體的上部寬於外殼主體的下部；進一步優選地，所述上部為外殼主體頂部起向下1/4～1/3的位置，所述上部比下部寬0.1-3釐米。

優選地，所述膠輪有1/5～1/3突出在外殼主體側壁外部。

優選地，所述外殼主體為圓柱體或長方體，其底部為圓弧狀，所述外殼主體為塑料或金屬材質。

本發明的微量樣品轉移工具具有以下突出的有益效果：1、通過齒輪緊密咬合傳動，移液量精準控制，轉移安全；2、可方便更換夾持頭前部的膠塊，適配各類型尺寸的玻璃滴管；3、手指輕推即可完成操作，減少長時間操作的疲勞感；4、設計合理，簡潔美觀；5、外形便於持握，底部可作為支點並防滑，增加穩定性。

附圖說明

圖1：本發明的微量樣品轉移工具的總體外觀圖；

圖2：本發明的微量樣品轉移工具的內部結構圖正面；

圖3：本發明的微量樣品轉移工具的內部結構圖反面；

圖4：本發明的微量樣品轉移工具的頂部結構；

圖5：持針頭的結構；

各圖例中，1：外殼主體，2：防滑構件，3：膠輪；3-1：膠輪的共軸齒輪；4：夾持杆；5：持針頭；5-1：中央帶孔的膠塊；5-2：倒三角錐形進氣口；6：軟管；7：雙聯齒輪；8：傳動齒輪；9：儲氣管；10：活塞；11：齒條；12、儲氣管出口。

具體實施方式

本發明中所描述的外殼主體的部位，如內部、外部、側壁、底部、頂部、上部、下部等，是指所述工具在正常使用時，依照常識鑑定的外殼主體各個部位。本領域技術人員可知，所述工具在使用時，外殼主體立於水平面，因此，與防滑構件相連的是外殼主體的底部，膠輪突出來的位置是側壁，以便於操作人員在握住主體構件上部時，拇指可以轉動膠輪。

在本發明中，轉動連接或者通過轉動連接是指兩個部件之間因轉動而相互作用，如一個部件的轉動驅動另一個部件隨之轉動。

如無明確說明，本文中的「外徑」、「內徑」指直徑。

本發明的原理是通過利用膠輪和齒輪組的作用推動齒條和活塞在儲氣管中運動，使得儲氣管內的氣體體積減小或增大，以此將待吸取液體吸入或推出插入在膠塊中的玻璃滴管。利用齒輪控制齒條推動儲氣管內的氣體，以齒輪代替人手控制抽吸力，穩定性得以明顯提高；在不撥動齒輪的情況下，不會出現液體的丟失或者其它風險。

下面將通過具體實施方式和實施例來說明本發明，但本發明的內容不限於此。工具中任何部件的任何具體實施方式都可以和其它部件的任意具體實施方式進行組合。根據本說明書記載的內容，本領域技術人員完全可以知道，如何組合任何部件的任意具體實施方式來實現本發明的目的。

本發明的微量樣品轉移工具包括外殼主體、設置在外殼主體內部側壁的膠輪、齒輪組、儲氣管、齒條、活塞，設置在外殼主體外部的儲氣管出口；以及軟管和持針頭。

外殼主體

外殼主體用於設置其它部件以及供操作人手握。為使用方便，通常，外殼主體為圓柱體或長方體，具有常規意義的內部、外部、頂部、底部、上部、下部、側壁等結構。本領域技術人員完全可以理解這些結構的意義。外殼主體以塑料和金屬材質居多。外殼主體的長度為3-25cm，寬度為1-10cm，厚度為1-10cm。本領域技術人員可以理解，以上述外殼主體為長方體為例，外殼主體的長度指其頂部到底部的距離，寬度指外殼主體的四個側壁中相對距離較遠的兩個側壁的距離，厚度指相對距離較近的兩個側壁的距離。

在部分實驗中，需要將該工具放置在水平面上，並需要將其穩定。因此，外殼主體的底部相接有防滑構件，為橡膠或矽膠材質。該防滑構件包裹主體底部一定區域，高度為0.1-10釐米。防滑構件的主要作用為在使用過程中底部可以作為支點提高穩定性，採用橡膠或者矽膠可以起到防滑的作用。為美觀考慮，防滑構件在寬度和厚度上與外殼主體平齊。

為便於手部的持握，外殼主體的上部有一定區域寬於外殼主體的下部。本領域技術人員根據現有技術完全可以理解該加寬部位的位置以及合適的寬度。在具體的實施方式中，所述加寬的「上部」位於外殼主體頂部起向下1/4～1/3的位置，所述上部比下部寬0.1-3釐米。

膠輪、齒輪組和齒條是本發明工具的傳動裝置，它們依次驅動，將手指的轉動傳遞到齒條，控制儲氣管內的空氣體積。它們在外殼主體內的位置不限，只要可以實現本發明的目的即可。

膠輪

膠輪的中心設置在外殼主體一個側壁的內部，其一部分突出在外殼主體另一側壁外部，大部分位於外殼主體內部。當操作人撥動膠輪突出部分時，膠輪可以轉動。在具體實施方式中，所述膠輪有1/5～1/3突出在外殼主體側壁外部。本領域技術人員可知，膠輪突出的側壁與固定膠輪的側壁是相鄰側壁。以外殼主體是長方體為例，當手握住外殼主體時，拇指需要撥動膠輪，為使用方便，膠輪設置在測量寬度的側壁內部，而膠輪突出於測量厚度的側壁。膠輪的材質可以為橡膠或矽膠。

齒輪組

齒輪組也設置在外殼主體的側壁內部，齒輪組與膠輪和齒條分別通過轉動連接，將膠輪的轉動傳遞給齒條。

在一種具體實施方式中，齒輪組包括膠輪的共軸齒輪和雙聯齒輪，其中膠輪的共軸齒輪與膠輪共軸同步轉動，雙聯齒輪包括同軸轉動的齒輪a和齒輪b，齒輪a隨膠輪的共軸齒輪轉動，齒輪b驅動齒條運動。

在進一步的具體實施方式中，齒輪組還包括傳動齒輪，其位於膠輪的共軸齒輪和齒輪a之間，傳動齒輪受膠輪的共軸齒輪的驅動，傳動齒輪驅動齒輪a。

膠輪的共軸齒輪、傳動齒輪及雙聯齒輪，在外殼主體內部可根據選定的尺寸大小，在保證相互緊密咬合、確保功能實現的前提下，自由排列位置。

如上所述，膠輪驅動齒輪組轉動。因此，在一種具體實施方式中，膠輪與膠輪的共軸齒輪為一體結構，實現共軸同步轉動。

在一種具體的實施方式中，膠輪尺寸大於膠輪的共軸齒輪，兩者共同位於外殼主體的中上部。膠輪的共軸齒輪半徑為0.07-4釐米，厚度為0.05-9.5釐米。膠輪半徑為0.1-5釐米，厚度為0.2-9.5釐米。膠輪的共軸齒輪為塑料或金屬材質。

雙聯齒輪為塑料或金屬材質，包括大齒輪a和小齒輪b，齒輪a的齒牙與傳動齒輪或膠輪的共軸齒輪緊密咬合，齒輪b的齒牙與齒條緊密咬合，可將膠輪的轉動轉移給齒條。齒輪a和齒輪b的齒牙數可以相同(共速)或者是不同(差速)。齒輪a的半徑為0.2-4.8釐米，厚度為0.05-9.5釐米，齒輪b的半徑為0.1-4.5釐米，厚度為0.05-9.5釐米。

傳動齒輪為塑料或金屬材質，其齒牙與膠輪的共軸齒輪及雙聯齒輪的齒輪a緊密咬合，可以將膠輪的共軸齒輪的轉動同步傳動到雙聯齒輪。傳動齒輪的半徑為0.1-4.8釐米，厚度為0.05-9.5釐米。

儲氣管

儲氣管為中空管狀腔體，塑料或金屬材質，內壁光滑。其包含兩個開口端，一個開口端與外殼主體緊密連接，另一個開口端容納齒條。

在優選的實施方式中，儲氣管與外殼主體頂部緊密相連，使得齒條從儲氣管的下端進入。

在優選的實施方式中，儲氣管下端開口恰好可以使齒條通過，以減少齒條晃動，減少誤差。

在優選的實施方式中，儲氣管為塑料或金屬材質管狀腔體，長度為0.5-20cm，腔體內徑為0.1-4釐米。

齒條

齒條為塑料或金屬材質的長方體結構，齒條位於儲氣管外的齒牙與雙聯齒輪的小齒輪齒輪b緊密咬合，由雙聯齒輪的轉動帶動齒條上下運動。齒條進入儲氣管的一端與活塞緊密相連。齒條的長度為0.5-20釐米。

活塞

活塞為圓柱扁平狀，為塑料、橡膠或金屬材質，其橫截面尺寸、大小配套儲氣管內腔，能緊密放入其中並上下移動，在儲氣管另一端密閉的情況下，活塞可與儲氣管的內壁形成密閉空間。活塞的半徑為0.1-4釐米，厚度為0.1-3釐米。

儲氣管出口

儲氣管出口為塑料或者金屬材質的中空圓柱狀，與外殼主體緊密連接，並與設置在外殼主體內部的儲氣管內腔氣體連通。在優選的實施方式中，儲氣管出口一端設置在外殼主體的頂部，一端為倒三角錐形的出氣口。本領域技術人員可知，儲氣管與儲氣管出口之間隔著外殼主體，為使二者氣體流通，外殼主體在此處有通氣孔或類似結構。所述儲氣管出口的高度為0.1-3釐米，內徑為0.05-2釐米。

軟管

軟管用於連接儲氣管出口和持針頭，將兩者密閉連通，使儲氣管內的氣體壓力傳遞至持針頭，從而吸引或推出液體。在優選的實施方式中，所述軟管為膠質軟管。在進一步優選的實施方式中，所述膠質軟管為矽膠管。

持針頭

持針頭為塑料或金屬材質，其作用是使滴管插入其中，以吸取並轉移樣品。在具體實施方式中，持針頭為圓柱狀中空腔體，一端與軟管相接，一端塞有中央帶孔的膠塊。膠塊可方便更換，其中的中央孔洞尺寸可有多種尺寸以配合不同內徑的玻璃滴管。在優選的實施方式中，與軟管相接的一端為倒三角錐形。持針頭總體長度為0.5-6釐米，外徑為0.2-5釐米，內徑範圍為0.1-4.9釐米，倒三角錐的內徑為0.05-2釐米，膠塊中央孔洞直徑為30微米-1釐米。

夾持杆

為便於放置持針頭和進行實驗，在一種優選的實施方式中，本發明的微量樣品轉移工具還包括夾持杆，包括支杆和固定持針頭的組件，所述支杆一端設置在外殼主體的外部，與外殼主體牢固連接並可360°轉動，另一端與固定持針頭的組件相接。在進一步優選的實施方式中，所述組件為夾子結構。在能夠實現固定持針頭目的的情況下，其它形式的組件均可使用，並屬於本發明的範疇。夾持杆的材質為塑料或金屬材質。

在一種優選的實施方式中，所述夾持杆包括夾子結構和圓柱狀支杆，支杆與外殼主體牢固連接並可360°轉動，支杆高度為0.5-5釐米，半徑為0.05-3釐米，夾子結構的高度為0.5-5釐米，寬度為0.5-5釐米，開合角度為0-160°。

在本發明的實施方式中，所述金屬材質為銅、鐵、不鏽鋼、鋁鎂合金、鋁、錫等金屬材質之一；

所述的塑料材質為聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙稀(pvc)、聚苯乙烯(ps)、abs、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚醯胺(pa)等塑料材質之一；

所述的矽膠材質為有機矽膠和無機矽膠等矽膠材質之一；

所述的橡膠材質為天然橡膠(nr)、丁苯橡膠(sbr)、順丁橡膠(br)、異戊橡膠(ir)、氯丁橡膠(cr)、丁基橡膠(iir)、丁晴橡膠(nbr)、氫化丁晴橡膠(hnbr)、乙丙橡膠(epm\epdm)、矽橡膠(q)、氟橡膠(fpm)、聚氨酯橡膠(au\eu)、丙烯酸酯橡膠(acm\aem)、氯磺化聚乙烯橡膠(csm)、氯醚橡膠(co\eco)、氯化聚乙烯橡膠(cm或cpe)之一。

實施例

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明：

如圖1-圖4所示，微量樣品轉移工具，包括外殼主體1、設置在外殼主體1內部側壁的膠輪3、齒輪組、儲氣管9、齒條11、活塞10，設置在外殼主體1外部的儲氣管出口12；以及軟管6和持針頭5。

外殼主體1為長方體，塑料材質。外殼主體1的長度為25cm，寬度為8cm，厚度為5cm。外殼主體1的底部相接有防滑構件2，為橡膠材質。防滑構件2包裹外殼主體1底部一定區域，寬度和厚度上與外殼主體平齊，高度為2釐米。外殼主體1的上部1/4處寬於外殼主體的下部2釐米。

膠輪3的中心設置在外殼主體1一個側壁的內部，有1/4突出在外殼主體另一側壁外部，大部分位於外殼主體內部。膠輪的材質為橡膠。

齒輪組也設置在外殼主體1側壁的內部，包括膠輪的共軸齒輪3-1、傳動齒輪8和雙聯齒輪7，其中膠輪的共軸齒輪3-1與膠輪3共軸同步轉動，傳動齒輪8受膠輪的共軸齒輪3-1的驅動，進一步驅動雙聯齒輪7，雙聯齒輪7包括同軸轉動的大齒輪a和小齒輪b，齒輪a隨傳動齒輪8轉動，齒輪b驅動齒條11運動。

膠輪的共軸齒輪3-1半徑為3釐米，厚度為1釐米。膠輪3的半徑為5釐米，厚度為1釐米。膠輪的共軸齒輪為塑料材質。

雙聯齒輪7為塑料材質，齒輪a的齒牙與傳動齒輪8或膠輪的共軸齒輪3-1緊密咬合，齒輪b的齒牙與齒條11緊密咬合，可將膠輪3的轉動轉移給齒條11。齒輪a和齒輪b的齒牙數相同。齒輪a的半徑為4.8釐米，厚度為2釐米，齒輪b的半徑為4釐米，厚度為2釐米。

傳動齒輪8為塑料材質，其齒牙與膠輪的共軸齒輪3-1及雙聯齒輪7的齒輪a緊密咬合，可以將膠輪的共軸齒輪的轉動同步傳動到雙聯齒輪。傳動齒輪8的半徑為4釐米，厚度為2釐米。

儲氣管9為中空管狀腔體，塑料材質，內壁光滑。其包含兩個開口端，一個開口端與外殼主體1頂部緊密連接，另一個開口端容納齒條11。儲氣管長度為15cm，腔體內徑為3釐米。

齒條11為塑料材質的長方體結構，其位於儲氣管9外的齒牙與雙聯齒輪7的小齒輪齒輪b緊密咬合，由雙聯齒輪7的轉動帶動齒條上下運動。齒條11進入儲氣管9的一端與活塞10緊密相連。齒條的長度為12釐米。

活塞10為圓柱扁平狀，為塑料材質，其橫截面尺寸、大小配套儲氣管9內腔，能緊密放入其中並上下移動，活塞的半徑為1.5釐米，厚度為1釐米。

儲氣管出口12為塑料材質的中空圓柱狀，一端設置在外殼主體1的頂部，一端為倒三角錐形的出氣口。儲氣管9的內腔與儲氣管出口12之間氣體連通。儲氣管出口12的高度為2釐米，內徑為0.5釐米。

軟管6為矽膠管，兩端分別連接儲氣管出口12和持針頭5，將兩者密閉連通。

持針頭5為塑料材質的圓柱狀中空腔體，一端為倒三角錐形進氣口5-2，與軟管6相接，另一端塞有中央帶孔的膠塊5-1。持針頭總體長度為5釐米，外徑為2釐米，內徑為1釐米，倒三角錐的內徑為1.5釐米，膠塊中央孔洞直徑為0.5釐米。

夾持杆4為塑料材質，包括支杆和夾子結構的固定持針頭組件，支杆一端設置在外殼主體1的外部，與外殼主體1牢固連接並可360°轉動，另一端與夾子結構連接，以固定持針頭。支杆高度為5釐米，半徑為1釐米，夾子結構的高度為3釐米，寬度為3釐米，開合角度為140°。

使用時，將持針頭固定到夾持杆中，將合適孔徑的玻璃滴管插到持針頭的膠塊的中央孔洞，使其緊密結合。轉動夾持杆，調整合適的角度、位置。單手持握外殼主體，為保證穩定性和減少長時間持握的疲勞，可將工具主體底端倚靠到工作區域檯面上。將大拇指放在膠輪上，並將玻璃滴管的前端伸入樣品培養液中，通過大拇指的前後運動推動膠輪滾動，令玻璃滴管抽吸和推打液體，達到安全、準確轉移微量樣本的目的。