ES2886457T3 - Dispositivo para el soporte de puntas de pipeta, punta de pipeta, así como dispositivo de pipeteado - Google Patents

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Abstract

Punta de pipeta para la colocación en un soporte, presentando la punta de pipeta: - un eje longitudinal (6); y - una sección de acoplamiento (14) que discurre en el eje longitudinal (6) para el montaje por deslizamiento sobre el soporte, teniendo la sección de acoplamiento (14) una primera sección (40) y una segunda sección (42) dispuesta de manera axialmente desplazada respecto a la primera sección (40) en la dirección de montaje por deslizamiento (2), y presentando la primera sección (40) una expansión radial menor que la segunda sección (42), y presentando la punta de pipeta una sección de sellado entre la primera y la segunda sección (40, 42) con una superficie de sellado (43) que señala axialmente en la dirección de montaje por deslizamiento (2) para interaccionar con un elemento de sellado del soporte, caracterizada por que la primera sección (40) o la segunda sección (42) tiene una pared interior (70), que acaba en cono al menos por secciones en contra de la dirección de montaje por deslizamiento (2), en la que está integrada una superficie de guía (72) cilíndrica con respecto al eje longitudinal (6), formando la superficie de guía (72) cilíndrica y la pared interior (70) conjuntamente un rebajo (74), cuya profundidad radial depende del ángulo cónico de la pared interior (70) y de la expansión longitudinal de la superficie de guía (72) cilíndrica.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para el soporte de puntas de pipeta, punta de pipeta, así como dispositivo de pipeteado
La invención se encuentra en el ámbito de la tecnología de dosificación y se refiere a un dispositivo para el soporte y el posicionamiento de puntas de pipeta, así como a una punta de pipeta.
Las puntas de pipeta son manguitos alargados, que acaban típicamente en cono, con una abertura de paso central que discurre a lo largo del eje longitudinal para la dosificación de pequeñas cantidades de líquido. Las puntas de pipeta se empujan en su extremo más ancho (extremo de acoplamiento) sobre un soporte adecuado de un dispositivo de pipeteado y con su extremo puntiagudo, que se encuentra axialmente opuesto al extremo ancho, se sumergen en el medio que se va a pipetear. Típicamente, las puntas de pipeta están destinadas para un solo uso, es decir, que se desechan una vez realizado su uso.
Los dispositivos de pipeteado se utilizan ampliamente en todas partes donde se deban dosificar cantidades relativamente pequeñas de líquido (por ejemplo, en el intervalo de microlitros), por ejemplo, en biología molecular. En el caso del dispositivo de pipeteado, se puede tratar de un dispositivo de pipeteado manual o de una máquina automática de pipeteado o robots de pipeteado, que presentan una única unidad de pipeteado o una pluralidad de unidades de pipeteado individuales que se operan simultáneamente o por separado.
El modo básico de funcionamiento de un dispositivo de pipeteado se basa en el hecho de que se desplaza un volumen definido de fluido, por ejemplo, en un cilindro. A este respecto, en el lado de salida, el cilindro está conectado de manera estanca al aire a la abertura de paso de la punta de pipeta, de manera que el desplazamiento del volumen de fluido da como resultado que se aspire un volumen correspondiente del medio que se va a pipetear en el extremo puntiagudo de la punta de pipeta. Para garantizar una dosificación precisa, la punta de pipeta se debe conectar de forma segura y estanca al dispositivo de pipeteado. Esto es necesario en mayor medida en el caso de las máquinas automáticas de pipeteado, en las cuales el ajuste seguro y el posicionamiento preciso de las puntas de pipeta individuales no se puede comprobar manualmente. Además, los dispositivos de pipeteado deberían poder producirse de la manera más económica y de bajo mantenimiento posible.
Se conoce una serie de dispositivos de pipeteado con dispositivos de retención para el alojamiento de puntas de pipeta. De este modo, por ejemplo, los documentos US 2002/094302, US 4679446, DE 19708 151 y US 4748859 describen puntas de pipeta que presentan cintas de sellado circunferenciales moldeadas integralmente en la pared interior de su extremo de acoplamiento, las cuales estanqueizan la punta de pipeta radialmente contra una superficie circunferencial exterior del soporte. Por ello, al mismo tiempo también se debería lograr una alineación posicional lateral de la punta de pipeta.
Las juntas radiales realizadas de manera compleja también están descritas en los documentos US 2003/219359 y US 2004/011145. Estas juntas se componen de labios de sellado conformados en la pared interior de la punta de pipeta, que se deberían adaptar a una superficie circunferencial exterior del soporte. No obstante, el gasto desde el punto de vista técnico de la fabricación para la producción de los labios de sellado es relativamente alto. Además, el ajuste lateral de la punta de pipeta con labios de sellado no se puede garantizarse suficientemente.
Para la alineación axial de las puntas de pipeta, es decir, en la dirección z, se pueden prever adicionalmente medios de alineación axiales. Estos están descritos, por ejemplo, en los documentos US 6 168761, US 2003/082078, CA 2 122244, US 6248295, EP 148333, US 6973845 y US 4824641.
Todas las puntas de pipeta anteriormente mencionadas se mantienen en la superficie circunferencial exterior del soporte a través de la compresión de la junta circunferencial. Por el contrario, el documento US 5200 151 muestra una inmovilización con nervaduras de enclavamiento separadas, las cuales están conformadas en la pared interior de la abertura de paso de la punta de pipeta y engranan por detrás en un soporte de enclavamiento que corre alrededor de la superficie circunferencial exterior del soporte.
En el documento US 2003/0000319 está descrito un dispositivo de retención con un cordón de sellado rígido. Este cordón de sellado interacciona en la dirección radial con una superficie de sellado de la punta de una pipeta, siendo el espesor de pared de la punta de pipeta en el área de las superficies de sellado lo suficientemente delgado para garantizar una ligera elongación cuando se monta por deslizamiento sobre el cordón de sellado.
El documento EP 1319437 describe un dispositivo de retención con una junta tórica para la estanqueidad radial de una punta de pipeta.
En el documento EP 0351 574 está descrita una junta radial entre la punta de pipeta y el dispositivo de retención. Allí, el dispositivo de retención presenta una sección de sellado cilíndrica, que corresponde a una sección de sellado de la punta de pipeta, siendo el espesor de pared en el área de la sección de sellado del lado de la punta de pipeta más pequeño y, con ello, estando configurado de manera flexible en comparación con las áreas adyacentes. Esto se logra a través de un debilitamiento del espesor de pared en el lado interior y exterior de la pared de pipeta. En el documento WO 00/27530 está descrita asimismo una punta de pipeta con una sección de sellado cilíndrica elástica.
Por el documento WO 00/62933 se conoce un dispositivo de pipeteado, el cual presenta una junta de compresión anular para la estanqueidad radial de la punta de pipeta. Para estanqueizar, se presiona axialmente un manguito de compresión desplazable sobre la junta de compresión anular y, a este respecto, esta se aprieta radialmente hacia fuera en una ranura anular, que está moldeada en la pared interior de la abertura de paso de la punta de pipeta. Un manguito de acoplamiento con una pieza añadida escalonada anular está aguas arriba de la junta de compresión axialmente en la dirección de la punta de pipeta, que sirve para el posicionamiento axial y radial de la punta de pipeta. En el caso del dispositivo de pipeteado del documento WO 00/62933, la punta de pipeta se retiene y estanqueiza por medio de la junta de compresión, la cual, sin embargo, requiere elementos móviles para su accionamiento. Esto da como resultado mayores costes de mantenimiento y de equipo. Además, la junta de compresión está sujeta a un mayor desgaste debido al trabajo de flexibilidad requerido.
Por eso, ante este trasfondo, la invención se basa en el objetivo de proporcionar una punta de pipeta o bien puntas de pipeta correspondientes, con las cuales sea posible una dosificación precisa y que presenten preferentemente propiedades de producto mejoradas en comparación con el estado de la técnica en cuanto al desgaste, el mantenimiento y los costes de fabricación. Por eso, de acuerdo con la invención, se proponen una punta de pipeta según la reivindicación 1 y un dispositivo de pipeteado según la reivindicación 13.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el dispositivo de pipeteado comprende un elemento de acoplamiento, que presenta además al menos un elemento de guía dispuesto en su lado exterior para la alineación lateral, con respecto al eje longitudinal, de la punta de pipeta.
Según un aspecto adicional de la invención, en el lado exterior del elemento de acoplamiento se puede disponer un elemento de retención para interaccionar con medios de retención de la punta de pipeta para apretar la sección de sellado de la punta de pipeta contra la sección de sellado axial y posicionar la punta de pipeta en la dirección axial.
La punta de pipeta se puede estanqueizar a través de una junta de acción axial en el elemento de acoplamiento. Para ello, el elemento de acoplamiento presenta un elemento de sellado elástico. contra el cual se puede apretar axialmente una sección de sellado de la punta de pipeta. La ventaja de una junta axial es que esta está considerablemente menos sujeta a desgaste que una junta radial. Una junta radial se debe empujar con fricción sobre una superficie circunferencial exterior del soporte hasta que esté lo suficientemente comprimida y, con ello, selle, o, como en el caso de la junta de compresión descrita anteriormente del documento WO 00/62933, está sometida a un gran trabajo de flexibilidad. Por el contrario, en el caso de una junta axial, la sección de sellado correspondiente únicamente necesita presionarse contra la junta. Con ello, el soporte de acuerdo con la invención es considerablemente más duradero y requiere menos mantenimiento. A este respecto, el elemento de sellado se compone de un material que, en comparación con el material del elemento de acoplamiento, es más elástico o bien presenta una mejor deformabilidad elástica. El elemento de sellado tiene una sección de sellado axial, es decir, una sección accesible desde la dirección axial, por ejemplo, una superficie frontal, contra la cual se puede presionar axialmente la sección de sellado de la punta de pipeta.
Además, la junta y el soporte o bien la fijación están ventajosamente separados el uno del otro tanto espacial como funcionalmente, es decir, los elementos de sellado y de retención están realizados como elementos separados. El elemento de sellado estanqueiza la punta de pipeta en el elemento de acoplamiento. Aparte de eso, debido al efecto de sellado axial, también sirve como un medio de posicionamiento axial. No obstante, a través de la junta no se retiene o bien se fija la punta de pipeta. Esta función se asume por el elemento de retención, el cual interacciona con un medio de retención asignado en la punta de pipeta y la asegura contra un desplazamiento axial. A este respecto, al mismo tiempo la sección de sellado de la punta de pipeta se aprieta contra la sección de sellado axial del elemento de sellado y, por una parte, se logra el efecto de sellado deseado y, por otra parte, la posición axial de la punta de pipeta se define por medio del elemento de retención y el elemento de sellado. El elemento de retención permite una conexión desmontable entre el elemento de acoplamiento y la punta de pipeta.
Finalmente, la alineación lateral o radial de la punta de pipeta en el elemento de acoplamiento se garantiza ventajosamente a través de la interacción del elemento de guía en el lado del soporte con los elementos de guía correspondientes, típicamente superficies cilíndricas en la pared interior de la punta de pipeta.
La separación de las funciones de sellado y de soporte, así como la guía lateral, resulta en particular ventajosa en el caso de las máquinas automáticas de pipeteado, puesto que posibilita definir con precisión la alineación axial (posición z) a través de la interacción de la junta axial y el elemento de retención. Por el contrario, una junta de compresión radial podría evitar un posicionamiento axial definido. Además, el dispositivo de retención de acuerdo con la invención presenta una junta de bajo desgaste y permite un posicionamiento preciso de la punta de pipeta, así como su soporte seguro.
La invención se refiere además a una punta de pipeta para la colocación en un soporte, presentando la punta de pipeta:
un eje longitudinal; y
una sección de acoplamiento que discurre en el eje longitudinal para el montaje por deslizamiento sobre el soporte, teniendo la sección de acoplamiento una primera sección y una segunda sección dispuesta de manera axialmente desplazada respecto a la primera sección en la dirección de montaje por deslizamiento, y presentando la primera sección una expansión radial menor que la segunda sección, y presentando la punta de pipeta una sección de sellado entre la primera y la segunda sección con una superficie de sellado que señala axialmente en la dirección de montaje por deslizamiento para interaccionar con un elemento de sellado del soporte,
caracterizada por que la primera sección y/o la segunda sección tiene una pared interior, que acaba en cono al menos por secciones en contra de la dirección de montaje por deslizamiento, en la que está integrada una superficie de guía cilíndrica con respecto al eje longitudinal, formando la superficie de guía cilíndrica y la pared interior conjuntamente un rebajo, cuya profundidad radial depende del ángulo cónico de la pared interior y de la expansión longitudinal de la superficie de guía cilíndrica.
La superficie de guía cilíndrica integrada debería discurrir preferentemente en paralelo respecto al eje longitudinal en la dirección longitudinal. Por ello, se logra que la punta de pipeta, en el caso de interacción de su superficie de guía con un elemento de guía del soporte, asuma una posición radial definida independientemente de su posición axial. Por eso, la punta de pipeta se puede montar por deslizamiento sobre el soporte sin que la superficie de guía obstaculice un movimiento relativo axial de la punta de pipeta y el soporte la una respecto al otro. Por eso, la superficie de guía únicamente conduce a una alineación radial de la punta de pipeta sin influir en su posicionamiento axial, es decir, la alineación axial y radial están separadas.
En la dirección del eje longitudinal, la pared interior presenta típicamente un ángulo mayor o igual a 0,2°, preferentemente entre 0,5° y 3°, en particular entre 0,5° y 1°, con respecto al eje longitudinal. El ángulo también se puede encontrar entre aproximadamente 0,2° y 1° y ascender, por ejemplo, aproximadamente a 0,3°. Debido al ángulo relativamente pequeño, la pared interior se conforma como bisel de desmoldeo para la extracción más sencilla de la punta de pipeta producida a partir de un molde de inyección con un estrechamiento comparativamente pequeño de la sección transversal hueca.
De acuerdo con la invención, la sección de acoplamiento presenta además una primera sección y una segunda sección, dispuesta de manera axialmente desplazada respecto a la primera sección en la dirección de montaje por deslizamiento, presentando la primera sección una expansión radial menor que la segunda sección. Adicionalmente, la sección de acoplamiento presenta una sección de sellado entre la primera y segunda sección con una superficie de sellado que señala axialmente en la dirección de montaje por deslizamiento para interaccionar con un elemento de sellado del soporte. Además, la sección de acoplamiento puede presentar un medio de retención dispuesto en la pared interior de la segunda sección para interaccionar con un elemento de retención del soporte. La superficie de guía cilíndrica puede estar dispuesta en la primera sección, en la segunda sección o en ambas secciones.
El medio de retención puede ser una destalonamiento moldeado en la pared interior de la segunda sección. Típicamente, la punta de pipeta es una pieza moldeada por inyección, discurriendo las paredes interiores de la primera y segunda sección en paralelo respecto al eje longitudinal, es decir, no presentan ningún bisel de desmoldeo. Además, la sección de acoplamiento, y en particular la segunda sección de la punta de pipeta puede comprender un área que está configurada para ser más flexible con respecto a las áreas restantes de la sección de acoplamiento o bien de la segunda sección y está dispuesta hacia el primer extremo axial. El área flexible facilita la colocación y extracción de la punta de pipeta del soporte. Para mejorar la flexibilidad y ajustarla de manera selectiva, es posible efectuar incisiones que discurren en la dirección longitudinal en la sección de acoplamiento o bien en la segunda sección de la sección de acoplamiento y rellenarlas con un segundo material, que es más elástico que el material del que se componen las áreas restantes de la sección de acoplamiento o bien de la segunda sección. Por eso, la sección de acoplamiento se compone de diferentes materiales.
La sección de sellado se puede formar por un reborde o rebajo entre la primera y la segunda sección.
De acuerdo con un aspecto adicional, se propone además un dispositivo para el soporte de puntas de pipeta con un elemento de acoplamiento con un eje longitudinal que discurre en la dirección axial, el cual presenta un extremo libre desde el que se puede montar por deslizamiento una punta de pipeta sobre el elemento de acoplamiento en la dirección axial, presentando el elemento de acoplamiento en su lado exterior:
- dos elementos de guía distanciados axialmente el uno del otro, y
- un elemento de retención separado con respecto a los elementos de guía para interaccionar con medios de retención de la punta de pipeta con el fin de posicionar la punta de pipeta en la dirección axial.
El elemento de retención puede ser un elemento flexible que esté montado de manera adecuada en el lado exterior del elemento de acoplamiento, o un elemento rígido o elástico moldeado integralmente en el lado exterior o fijado por separado al lado exterior, por ejemplo, una o varias elevaciones radiales que están distribuidas parcialmente o de manera anular alrededor de la circunferencia.
De acuerdo con un aspecto adicional, se propone un dispositivo de pipeteado con un elemento de acoplamiento y una punta de pipeta, que se puede fijar de manera desmontable al elemento de acoplamiento, con una sección de sellado, poseyendo el elemento de acoplamiento un eje longitudinal que discurre en la dirección axial y presentando un extremo libre desde el que la punta de pipeta se puede montar por deslizamiento sobre el elemento de acoplamiento en la dirección axial. El elemento de acoplamiento posee además un elemento de sellado hecho de un material elástico, que presenta una sección de sellado que se extiende axial y radialmente expuesta en la dirección axial hacia el extremo libre de la sección de acoplamiento. Por el contrario, la sección de sellado de la punta de pipeta está diseñada, con respecto al eje longitudinal del elemento de acoplamiento, preferentemente como una superficie axial, que señala en la dirección del elemento de acoplamiento, y se puede formar, por ejemplo, por medio de un reborde. En el estado acoplado, al menos una parte de la sección de sellado del elemento de acoplamiento debería estar apretada axialmente contra al menos una parte de la sección de sellado de la punta de pipeta. El elemento de acoplamiento del dispositivo de pipeteado puede presentar adicionalmente, de manera individual o en combinación, las propiedades del elemento de acoplamiento separado ya descrito anteriormente, por ejemplo, en cuanto a las propiedades y el material del elemento de sellado, el número, diseño y disposición de los elementos de guía o el número, diseño y disposición de los elementos de retención.
De acuerdo con un aspecto adicional, se propone un dispositivo de pipeteado con un elemento de acoplamiento y una punta de pipeta que se puede fijar de forma desmontable al elemento de acoplamiento, presentando el elemento de acoplamiento al menos un elemento de guía dispuesto en su lado exterior para la alineación lateral de la punta de pipeta, y comprendiendo preferentemente tantos elementos de guía como superficies de guía posee la punta de pipeta. A este respecto, el o los elemento(s) de guía puede(n) estar configurado(s), independientemente entre sí, preferentemente de una sola pieza o en varias piezas. La punta de pipeta presenta un eje longitudinal, así como una sección de acoplamiento que discurre en el eje longitudinal para el montaje por deslizamiento sobre el soporte. La sección de acoplamiento tiene además al menos una sección con una pared interior que acaba en cono al menos por secciones en contra de la dirección de montaje por deslizamiento, en la que está integrada una superficie de guía cilíndrica con respecto al eje longitudinal para interaccionar con el al menos un elemento de guía del lado de acoplamiento. El o los elemento(s) de guía en el elemento de acoplamiento está(n) diseñado(s) de tal manera que cada elemento de guía presenta al menos superficies parciales de una superficie lateral cilíndrica, que corresponde en cada caso a una superficie de guía cilíndrica, que interacciona con la superficie parcial, en la punta de pipeta. La punta de pipeta puede presentar adicionalmente, de manera individual o en combinación, las propiedades de la punta de pipeta separada ya descrita anteriormente, por ejemplo, en cuanto a las propiedades, el material, el diseño y la disposición de la pared interior, de secciones especiales o de elementos de retención. Además, el elemento de acoplamiento del dispositivo de pipeteado también puede presentar en este caso adicionalmente, de manera individual o en combinación, las propiedades del elemento de acoplamiento separado ya descrito anteriormente, por ejemplo, en cuanto al número, diseño y disposición de los elementos de guía. Además, el elemento de acoplamiento puede comprender un elemento de sellado con propiedades, diseños así como materiales adecuados ya descritos anteriormente, y uno o varios elementos de retención ya descritos anteriormente en cuanto al número, diseño y disposición.
Además, el elemento de acoplamiento puede presentar al menos un elemento de retención dispuesto en su lado exterior para interaccionar con al menos un medio de retención de la punta de pipeta. A este respecto, el al menos un elemento de retención puede estar configurado de manera rígida con respecto al al menos un medio de retención. Como alternativa, el al menos un elemento de retención también puede estar configurado de manera flexible con respecto al al menos un medio de retención.
A continuación, la invención se explicará mediante ejemplos de realización representados en las figuras, de los cuales se deducen ventajas y modificaciones adicionales. Para ello, muestran:
la figura 1 una vista en sección de un soporte con elemento de acoplamiento y punta de pipeta de acuerdo con un primer ejemplo para una mejor comprensión de la invención;
la figura 2 una vista en sección de un soporte con elemento de acoplamiento y punta de pipeta montada por deslizamiento de acuerdo con el primer ejemplo para una mejor comprensión de la invención;
la figura 3 una vista en sección de un soporte con elemento de acoplamiento y punta de pipeta montada por deslizamiento de acuerdo con una segunda forma de realización;
la figura 4 un fragmento de un elemento de acoplamiento con un elemento de sellado en forma de X;
la figura 5 una vista en sección de un soporte con un elemento de acoplamiento de acuerdo con una tercera forma de realización;
la figura 6 un primer fragmento del elemento de acoplamiento de acuerdo con el tercer ejemplo de realización;
la figura 7 un segundo fragmento del elemento de acoplamiento de acuerdo con el tercer ejemplo de realización;
la figura 8 una sección de acoplamiento de un primer ejemplo de realización de una punta de pipeta;
la figura 9 un segundo ejemplo de realización de una punta de pipeta;
la figura 10 una vista tridimensional de un elemento de acoplamiento adicional con la punta de pipeta montada por deslizamiento; y
la figura 11 relaciones geométricas entre la anchura de guía d i, el diámetro exterior D¡ y la anchura l¡ de los elementos de guía o bien superficies de guía individuales de un elemento de acoplamiento o bien de una punta de pipeta.
Se usan soportes especiales para fijar y sujetar de forma segura las puntas de pipeta en dispositivos de pipeteado o bien máquinas automáticas de pipeteado. Para ello, el soporte de acuerdo con la invención presenta un elemento de acoplamiento con un cuerpo base en particular cilindrico, el cual comprende un elemento de sellado elástico con una sección de sellado que se extiende al menos parcialmente de manera radial expuesta axialmente en la dirección del extremo libre del soporte. Una sección de sellado correspondiente de una punta de pipeta se puede empujar axialmente contra esta sección de sellado. A este respecto, el efecto de sellado se logra por medio de un apretamiento axial contra el elemento de sellado. El elemento de sellado se compone típicamente de un fluoroelastómero y puede estar realizado, por ejemplo, como una junta tórica o incluso como una junta en X, refiriéndose O y X a la sección transversal del material de la junta. Asimismo, son posibles otras secciones transversales, por ejemplo, secciones transversales huecas o en V. A través de la elección de la respectiva sección transversal se debería lograr una elasticidad del material en la sección transversal, es decir, la sección transversal del elemento de sellado es elástica, en particular se puede deformar en la dirección longitudinal del elemento de acoplamiento y, por eso, posibilita un efecto de sellado axial muy bueno.
El elemento de acoplamiento presenta además al menos un elemento de guía para (con respecto al eje longitudinal del soporte) el posicionamiento lateral y la alineación de la punta de pipeta. En particular, el elemento de guía puede estar configurado radialmente, preferentemente con una expansión radial constante, circunferencialmente alrededor del elemento de acoplamiento, pudiéndose componer de elementos parciales. A este respecto, el elemento de guía puede sobresalir radialmente más allá de las secciones adyacentes del lado exterior del elemento de acoplamiento. Por lo tanto, el elemento de guía tiene una expansión radial mayor que las secciones adyacentes del elemento de acoplamiento. Con ello, se asegura que un contacto radial entre el elemento de acoplamiento y la punta de pipeta se establezca esencialmente solo a través del elemento de guía y, con ello, el elemento de guía determine la posición lateral o bien radial de la punta de pipeta. Típicamente, el elemento de guía descansa contra la pared interior de la punta de pipeta, que por su parte puede presentar elementos de guía o bien superficies de guía correspondientes. El elemento de guía puede ser anular. En el caso del elemento de guía en el lado del soporte, se trata en particular de superficies de guía o superficies parciales cilíndricas con respecto al eje longitudinal del elemento de acoplamiento. Por ello, a diferencia de las superficies cónicas, la guía lateral y la alineación de la punta de pipeta son independientes de los medios de posicionamiento axiales.
En un rasgo del soporte de acuerdo con la invención, el elemento de acoplamiento puede presentar en su lado exterior dos elementos de guía distanciados axialmente el uno del otro. Por ello, se mejora aún más la alineación o bien el posicionamiento lateral o bien radial de la punta de pipeta. Del mismo modo, se consigue una alineación coaxial mejorada del elemento de acoplamiento y la punta de pipeta, es decir, que se evita un ladeo o sujeción inclinada de la punta de pipeta en el soporte. Esto resulta ventajoso en particular en el caso de máquinas automáticas de pipeteado con una pluralidad de puntas de pipeta que se accionan simultáneamente, que están dispuestas, por ejemplo, a modo de matriz.
Resulta favorable si los dos elementos de guía tienen una distancia axial que es al menos tan grande como su mayor expansión radial. A este respecto, por una distancia axial de los elementos de guía se entiende la distancia de las áreas de contacto o bordes de contacto más alejados los unos de los otros. Por ejemplo, los elementos de guía pueden definir anillos de guía, que discurren radialmente alrededor del elemento de acoplamiento y presentan una expansión radial diferente o bien diámetros exteriores diferentes. En este caso, la distancia axial se define por el respectivo borde exterior o línea exterior de la superficie de guía, es decir, los bordes exteriores que están axialmente más alejados los unos de los otros. A este respecto, los anillos de guía pueden estar configurados opcionalmente como anillos circunferenciales continuos o incluso como anillos interrumpidos. Asimismo, es posible configurar un anillo de guía como un anillo circunferencial continuo y el otro anillo de guía como un anillo interrumpido.
El elemento de guía o bien el o los anillo(s) de guía puede(n) presentar una cierta expansión axial, de manera que por ello se definan superficies de guía, cuya anchura axial corresponde esencialmente a la de la expansión axial de los anillos de guía o bien del elemento de guía. Asimismo, es posible reducir la expansión axial del elemento de guía o bien del o de los anillo(s) de guía hasta tal punto que uno o varios contactos esencialmente lineales permanezcan entre el elemento de guía y la punta de pipeta. En el caso del uso de, por ejemplo, varios elementos de guía dispuestos de manera anular se pueden establecer, en el caso de un diseño correspondiente, en cada caso también uno o varios contactos puntuales con la punta de pipeta.
Típicamente, el elemento de acoplamiento tiene dos elementos de guía con diferente expansión radial o bien diámetro exterior, siendo la distancia axial entre los dos elementos de guía el uno respecto al otro al menos tan grande como el mayor de los dos diámetros exteriores.
En un rasgo adicional de la invención, el elemento de acoplamiento presenta una primera sección, que está dispuesta cerca del extremo libre o bien en el extremo libre del elemento de acoplamiento, y una segunda sección, que está dispuesta de manera axialmente desplazada respecto a la primera sección en la dirección de montaje por deslizamiento. Típicamente, las secciones son esencialmente cilíndricas. Cada sección puede presentar un elemento de guía, teniendo en particular la primera sección orientada hacia el extremo libre preferentemente en cada punto una expansión radial menor que la segunda sección. Por ello, se define un escalón entre las dos secciones, en el que puede estar dispuesto el elemento de sellado. Por consiguiente, el elemento de sellado se encuentra preferentemente entre la primera y la segunda sección y típicamente sobresale en la dirección radial más allá de la primera sección y del elemento de guía ubicado allí, de manera que una parte del elemento de sellado es libremente accesible axialmente desde el extremo libre del elemento de acoplamiento.
Por ejemplo, un rebajo escalonado interior de la punta de pipeta, que se forma por una superficie de sellado radialmente circunferencial que señala en la dirección axial, se puede presionar contra el elemento de sellado.
El elemento de acoplamiento presenta además al menos un elemento de retención, el cual está dispuesto en el lado exterior del elemento de acoplamiento, interacciona con el medio de retención correspondiente de la punta de pipeta e inmoviliza de manera liberable la punta de pipeta. A este respecto, el elemento de retención provoca una inmovilización en particular axial, de manera que por ello al mismo tiempo la sección de sellado de la punta de pipeta se presiona axialmente contra la sección de sellado axial del elemento de acoplamiento. Además, a través de la interacción del elemento de sellado con el medio de sellado, por una parte, y el elemento de retención y el medio de retención, por otra parte, se consigue un posicionamiento axial seguro y definido con precisión de la punta de pipeta. El elemento de retención puede estar configurado de manera flexible o rígida.
El elemento de retención puede ser un elemento de sujeción flexible, por ejemplo, un elemento de resorte circunferencial, que está dispuesto en una depresión circunferencial situada en el lado exterior del elemento de acoplamiento. Los elementos de retención flexibles posibilitan un montaje por deslizamiento o bien una extracción de la punta de pipeta con poco esfuerzo. Además, los elementos de retención flexibles tienen un desgaste relativamente bajo y son relativamente tolerantes a errores, puesto que, debido a su flexibilidad, pueden compensar parcialmente las tolerancias de fabricación, por ejemplo, de la punta de pipeta.
Por otra parte, el elemento de retención también puede estar configurado de manera rígida y presentar, por ejemplo, elevaciones radiales individuales, por ejemplo, talones o protuberancias rígidos, que están distribuidos preferentemente de manera anular alrededor del elemento de acoplamiento. Una distribución no anular o un anillo continuo también son adecuados como elementos de retención rígidos. Los elementos de retención rígidos tienen la ventaja con respecto a los elementos de retención flexibles de que permiten un centrado con mayor precisión de la punta de pipeta.
Independientemente del diseño en cada caso concreto del elemento de retención, este puede engranar en un destalonamiento radialmente circunferencial en la punta de pipeta, que típicamente está dispuesto en la pared interior de la abertura de paso de la punta de pipeta.
En un rasgo adicional de la invención, el elemento de retención está dispuesto detrás del o de los elemento(s) de guía, visto en la dirección de montaje por deslizamiento. Por ello, se garantiza que el elemento de sellado se encuentre delante del elemento de retención en la dirección hacia el extremo libre del elemento de acoplamiento y, por ello, protege el elemento de retención frente a una contaminación accidental con el medio que se va a pipetear.
Con referencia a la figura 1, se describirá ahora un primer ejemplo para una mejor comprensión de la invención. El dispositivo de retención comprende un elemento de acoplamiento 4 axialmente simétrico, típicamente de manera esencial cilíndrico con un eje longitudinal 6 y una abertura de paso 5 dispuesta axialmente. El elemento de acoplamiento tiene un extremo libre 8 delantero. Se puede empujar una punta de pipeta 10 sobre el elemento de acoplamiento 4 desde el extremo libre 8. Típicamente, la punta de pipeta 10 está moldeada de forma axialmente simétrica y, cerca de su extremo posterior (extremo de acoplamiento o bien primer extremo axial) 12, presenta una sección de acoplamiento 14, que se empuja sobre el elemento de acoplamiento 4. La punta de pipeta acaba en cono desde su sección de acoplamiento 14 hasta su extremo puntiagudo delantero (no representado en este caso) y tiene allí una abertura de succión para succionar el medio que se va a pipetear.
Típicamente, la punta de pipeta está destinada para un solo uso y está realizada como una pieza moldeada por inyección. Un material adecuado y fácil de procesar para puntas de pipeta es el polipropileno, que se inyecta en un molde de inyección adecuado en forma líquida y opcionalmente mezclado con aditivos (por ejemplo, pintura) y/o cargas. Una vez que el polipropileno se ha solidificado, la punta de pipeta terminada se expulsa del molde de inyección y, en caso necesario, se retira la entrada.
El elemento de acoplamiento 4 está moldeado típicamente de una sola pieza de metal y tiene en su extremo libre 8 una primera sección 20. Una segunda sección 22 del elemento de acoplamiento 4 está dispuesta de manera axialmente desplazada con respecto a la primera sección 20 en la dirección de montaje por deslizamiento 2. La primera sección 20 tiene preferentemente en cada punto una expansión radial menor que la segunda sección 22, de manera que la segunda sección 22, posterior en la dirección de montaje por deslizamiento 2, sobresale radialmente más allá de la primera sección 20. En el lado exterior de cada sección está dispuesto en cada caso un elemento de guía 25, 26 en forma de una superficie de guía cilíndrica circunferencial. Los elementos de guía 25, 26, que discurren en la dirección longitudinal en paralelo respecto al eje longitudinal 6, tienen una expansión radial mayor que las áreas adyacentes de las respectivas secciones 20, 22 sobre las que se extienden radialmente. Por ello, se debería asegurar que la punta de pipeta 10 únicamente entra en contacto radial con las superficies de guía y a través de la interacción de las superficies de guía con la pared interior de la sección de acoplamiento 14 se define la alineación o bien posicionamiento radial de la punta de pipeta 10 con respecto al elemento de acoplamiento 4. Por medio de los dos elementos de guía 25 y 26, dispuestos de manera axialmente desplazada el uno contra el otro, también se evita simultáneamente una colocación inclinada de la punta de pipeta 10 o bien un ladeo de la misma sobre el elemento de acoplamiento 4. Preferentemente, los dos elementos de guía 25, 26 tienen una distancia axial d, que es al menos tan grande como el diámetro D (expansión radial) del mayor de los dos elementos de guía, es decir, en este caso del segundo elemento de guía 26. Por ello, se mejora aún más la alineación coaxial de la punta de pipeta 10 sobre el elemento de acoplamiento 4. La distancia d está definida en este caso por la distancia entre los respectivos bordes exteriores 28, 29 de los elementos de guía 25, 26. Estos bordes exteriores forman las áreas de extremo axiales del contacto entre los elementos de guía 25, 26 y la punta de pipeta.
Si el elemento de acoplamiento únicamente presenta el primer elemento de guía 25 (véase la figura 10), el elemento de retención 27, en interacción con el primer elemento de guía 25, tiene la función de alinear lateralmente la punta de pipeta. En este caso, la distancia es d1 entre el elemento de retención 27 y el elemento de guía 25, tal como se muestra en la figura 3, es asimismo mayor que el diámetro D1 del elemento de retención 27 (véase también la figura 11).
Correspondiente a la primera y segunda sección 20, 22 del elemento de acoplamiento, la sección de acoplamiento 14 de la punta de pipeta 10 presenta asimismo una primera sección 40 y una segunda sección 42, teniendo la primera sección 40 una expansión radial (diámetro) menor que la segunda sección 42. Por ello, se forma un escalón o bien reborde 43 entre la primera y la segunda sección 40, 42, que sirve como superficie de sellado 43.
El primero y segundo elemento de guía 25 y 26 están moldeados de manera esencialmente idéntica en el ejemplo de realización presentado. No obstante, también es posible dar a los elementos de guía en cada caso una forma diferente. En el presente ejemplo de realización, los elementos de guía 25, 26 están configurados de manera circunferencial y se elevan en comparación con el contorno exterior circundante de las respectivas secciones 20, 22 del lado del elemento de acoplamiento en forma de un anillo conformado integralmente con una superficie de guía circunferencial, cuya sección transversal es trapezoidal.
Entre la primera y segunda sección 20, 22 discurre una depresión o destalonamiento 34 radialmente circunferencial en el lado exterior del elemento de acoplamiento 4, en el que se asienta un elemento de sellado 21 asimismo radialmente circunferencial. De manera favorable, el elemento de sellado es una junta anular de un material elástico. Los fluoroelastómeros en particular han demostrado ser materiales adecuados, puesto que presentan una alta elasticidad, durabilidad, alta resistencia química y bajo desgaste. En el presente ejemplo de realización, el elemento de sellado está realizado como un anillo macizo con una sección transversal rectangular. No obstante, también es posible usar juntas anulares con una sección transversal circular (juntas tóricas) o en forma de X. Por ejemplo, las juntas anulares con una sección transversal en forma de X son más elásticos que las juntas en O debido a los labios de sellado individuales y, por eso, dan como resultado una estanqueidad aún mejor de la punta de pipeta en el elemento de acoplamiento. En la figura 4 está representado, por ejemplo, un elemento de sellado 21' con una sección transversal en forma de X. El elemento de sellado 21' tiene cuatro labios de sellado, representando el labio de sellado 23', que señala radialmente hacia fuera hacia el extremo libre 12, la sección de sellado 23 axial contra la cual se presiona la sección de sellado correspondiente de la punta de pipeta.
El elemento de sellado 21 mostrado en la figura 1 tiene aproximadamente la misma expansión radial que la segunda sección 22 y, por ello, sobresale más allá de la primera sección 20 en la dirección radial. Por eso, una sección de sellado 23 está esencialmente expuesta axialmente en la dirección del extremo abierto 8 del elemento de acoplamiento 4. La sección de sellado 23 sirve como una superficie de sellado axial y se presiona axialmente contra el reborde 43 interior configurado circunferencialmente de la punta de pipeta 10. Como se puede reconocer en relación con la figura 2, que muestra una punta de pipeta 10 completamente colocada sobre el elemento de acoplamiento 4, el elemento de sellado 21 está en contacto directo, con su sección de sellado 23 axial, únicamente con la pared interior de la punta de pipeta y en particular con el reborde 43. Por ello, se logra una junta axial y, al mismo tiempo, una alineación en z. Además, la alineación en z se define por un elemento de retención, lo cual se describe más adelante.
El elemento de sellado 21 tiene un diámetro exterior algo más pequeño en comparación con el diámetro interior de la segunda sección 42 de la punta de pipeta. Por ello, se asegura que la pared interior de la punta de pipeta no se guíe con fricción por encima del elemento de sellado 21 durante el montaje por deslizamiento, mediante lo cual se carga considerablemente menos que las juntas radiales, que se deben empujar con fricción por encima de superficies que acaban en cono habitualmente para lograr un efecto de sellado suficiente. Por eso, el esfuerzo de mantenimiento del elemento de sellado 21 axial de acuerdo con la invención también es considerablemente menor.
Un contacto radial entre el elemento de acoplamiento 4 y la punta de pipeta 10 se establece a través de los elementos de guía 25 y 26 del lado del elemento de acoplamiento y a través de la primera y segunda superficies de guía 45 y 46 de la sección de acoplamiento 14 de la punta de pipeta 10. En el caso más sencillo, las superficies de guía 45, 46 en el lado de la punta de pipeta se pueden formar por las paredes interiores de las respectivas secciones 40, 42 de la punta de pipeta 10. Sin embargo, también es posible conformar superficies de guía elevadas en la pared interior de la punta de pipeta. Cada sección de la sección de acoplamiento 14 en el lado de la punta de pipeta presenta una superficie de guía 45, 46 continuamente circunferencial o bien que se compone de segmentos parciales distribuidos alrededor de la circunferencia, cuyo diámetro corresponde al diámetro exterior del primer y segundo elementos de guía 25, 26 asignados en cada caso, de manera que se logra una alineación en arrastre de forma de la punta de pipeta 10.
Para posibilitar una alineación que se ajuste con la mayor precisión posible, las superficies de guía 45, 46 correspondientes no presentan ningún bisel de desmoldeo. Los biseles de desmoldeo habitualmente se prevén en piezas moldeadas por inyección para poder separarlas más fácilmente del molde de inyección. Al prescindir de los biseles de desmoldeo, las superficies de guía en el lado de la punta de pipeta discurren en la dirección axial en paralelo respecto al eje 6. Por ello, se asegura que la alineación radial o bien lateral de la punta de pipeta no dependa de cuánto se empuja la punta de pipeta sobre el elemento de acoplamiento. En el caso de superficies de guía que acaban en cono, cuando la punta de pipeta se monta por deslizamiento sobre el elemento de acoplamiento, estas se arriostrarían cada vez más sobre el elemento de acoplamiento y, por ello, el movimiento axial se opondría a una resistencia. Por lo tanto, las superficies de guía cónicas influyen en la alineación axial y aumentan la fuerza de montaje por deslizamiento necesaria. En la dirección de montaje por deslizamiento, detrás del segundo elemento de guía 26 se introduce una ranura anular 30 para el alojamiento de un resorte anular 27. El resorte anular 27 sirve como elemento de retención y engrana en un destalonamiento 47 en el lado interior de la segunda sección 42 de la punta de pipeta. Cuando se coloca la punta de pipeta, esta se empuja con su extremo posterior 12 hacia delante sobre el segundo elemento de guía 26 y el resorte anular 27 hasta que el resorte anular 27 encaje en la sección posterior 47. Por ello, la punta de pipeta se posiciona axialmente y se inmoviliza en el elemento de acoplamiento. El resorte anular 27 y el destalonamiento 47 crean una conexión separable que es al mismo tiempo suficientemente estable para presionar el reborde 43 axialmente contra la sección de sellado 23 axial y, de este modo, estanqueizar la punta de pipeta en el elemento de acoplamiento. El resorte de anillo puede presentar un ligero paso de rosca.
Correspondientemente al diseño geométrico del elemento de acoplamiento, las superficies de guía 45 y 46 de la punta de pipeta, que interaccionan con los elementos de guía del lado del elemento de acoplamiento en el estado colocado, tienen típicamente una distancia la una respecto a la otra que es mayor que el diámetro interior de la segunda superficie de guía 46. Del mismo modo, en el caso de que no esté dispuesto ningún segundo elemento de guía 26 sobre el elemento de acoplamiento, la distancia entre la primera superficie de guía 45 y el destalonamiento (medio de retención) 47 es mayor que el diámetro interior de la depresión del destalonamiento 47. Puesto que el elemento de retención 27 está dispuesto típicamente detrás del segundo elemento de guía 26 en la dirección de montaje por deslizamiento 2, esta relación también se aplica en el caso del uso de dos elementos de guía 25, 26 o bien superficies de guía 45, 46. El primer elemento de guía 25 puede estar dispuesto cerca de la sección de sellado 23. De manera correspondiente, la superficie de guía 45 puede estar configurada cerca del reborde 43. A este respecto, la distancia entre el reborde 43 y el destalonamiento 47, en particular desde el centro del destalonamiento 47, es típicamente asimismo mayor que el diámetro interior del destalonamiento 47.
Esta situación está indicada en la figura 11, la cual muestra un elemento de acoplamiento 4 y una punta de pipeta 10 de acuerdo con un ejemplo de realización. En este ejemplo de realización, el elemento de acoplamiento 4 presenta un primer elemento de guía 25 en forma de una superficie que está dispuesta delante del elemento de sellado 21 en la dirección de montaje por deslizamiento 2, es decir, en la primera sección 20 del elemento de acoplamiento 4. En la dirección de montaje por deslizamiento 2 detrás del elemento de sellado 21, un elemento de retención 27 está dispuesto en la segunda sección 22 del elemento de acoplamiento 4. En este caso, no está previsto un segundo elemento de guía. La punta de pipeta 10 presenta una superficie de guía 45 que corresponde al elemento de guía 25 del elemento de acoplamiento 4, la cual se asienta delante de una sección de sellado o bien reborde 43 en la dirección de montaje por deslizamiento 2, es decir, está dispuesta en la primera sección 40 de la punta de pipeta 10. La superficie interior de la punta de pipeta 10 está representada en este caso de manera que discurre ligeramente en forma de cono, estando configurada la superficie de guía 45 como una superficie cilíndrica integrada en la pared de la punta de pipeta 10. Esto se explica con más detalle más adelante en relación con la figura 8. En la segunda sección 42 de la punta de pipeta 10, un medio de retención 47 en forma de un destalonamiento está dispuesto de manera distanciada respecto a la sección de sellado 43.
En el elemento de acoplamiento 4, el medio de retención 27 y el elemento de retención 25 tienen una distancia d1 el uno respecto al otro, que también se puede denominar anchura de guía. La anchura de guía d1 se determina desde el centro de los respectivos elementos. La expansión axial (anchura de la superficie de guía individual) del medio de retención 27 y el elemento de retención 25 está designada con h o bien l2. El diámetro exterior del medio de retención 27 está indicado en este caso con D1. Para posibilitar un soporte y alineación seguros, se debería cumplir la relación d1>D1. Correspondientemente a esto, el destalonamiento 47 de la punta de pipeta 10 presenta un diámetro D2 máximo. La superficie de guía 45 presenta una distancia (anchura de guía) d2 desde el destalonamiento 47 (con respecto en cada caso a su centro). La expansión axial del destalonamiento 47 y la superficie de guía 45 está indicado con l3 o bien l4, siendo l4 típicamente mayor que l2 para que el rebajo entre la superficie de guía 45 cilíndrica y la pared interior cónica (véase el rebajo 74 en la figura 8) no entre en contacto con el elemento de retención 25 del elemento de acoplamiento 4 e impida un montaje por deslizamiento de la punta de pipeta 10 sobre el elemento de acoplamiento 4. Típicamente, se aplica D1 = D2 y d1 = d2 , de manera que la relación d2>D2 se ha cumplido asimismo. Las anchuras de guía d1 y d2 , las expansiones axiales h, l2 , l3 y I4 así como el diámetro D1 y D2 se coordinan correspondientemente para que los respectivos elementos puedan cumplir su fin (superficie de guía 45 y elemento de guía 25 para la alineación lateral; elemento de retención 27 y destalonamiento 47 en el presente ejemplo de realización para la alineación lateral y la inmovilización), pudiendo estar combinada la inmovilización también con un ligero apriete.
Por medio de las relaciones geométricas descritas anteriormente se garantiza, independientemente de si el primer y segundo elemento de guía 25, 26 interaccionan con las superficies de guía 45, 46 del lado de la punta de pipeta, o si el primer elemento de guía 25 y el elemento de retención 27 interaccionan conjuntamente con la primera superficie de guía 45 del lado de la punta de pipeta y el destalonamiento 47 (sin un segundo elemento de guía 26 adicional), que se evite de forma suficientemente segura un ladeo de la punta de pipeta sobre el elemento de acoplamiento.
Para lograr un efecto de sellado suficiente, la distancia entre el destalonamiento 47 y el reborde 43 se debería mantener con la mayor precisión posible, estando configurada la distancia de tal manera que el reborde 43 se pueda presionar contra la sección de sellado 23 para lograr un efecto de sellado suficiente. No obstante, la elasticidad del elemento de sellado 21 permite una cierta tolerancia, posibilitando un elemento de sellado en forma de X, en el caso del mismo material, una tolerancia algo mayor que, por ejemplo, una junta tórica. La distancia entre el reborde 43 y el destalonamiento puede ascender, por ejemplo, de 8 hasta 9 mm. El diámetro interior de la segunda sección 42 en el lado de la punta de pipeta se puede encontrar aproximadamente entre 6 y 7,5 mm, el de la primera sección 40 en el lado de la punta de pipeta entre aproximadamente 5 y 6 mm.
En el caso del montaje por deslizamiento de la punta de pipeta, se puede producir una ligera deformación reversible del extremo posterior 12 de la punta de pipeta, puesto que el extremo posterior se estira ligeramente cuando pasa por el resorte anular 27. Por eso, la punta de pipeta se debería configurar para que sea elástica hasta cierto punto en su extremo posterior. La elasticidad se puede ajustar por medio de una elección adecuada del grosor del material. No obstante, también es posible configurar el resorte anular 27 de manera tan flexible que ceda cuando se coloca la punta de pipeta sobre él y se enclave en el destalonamiento 47 cuando pasa por este.
En el presente ejemplo de realización, la ranura anular 30 está realizada con una pared interior 31 inclinada, que acaba en cono hacia el extremo delantero 8 del elemento de acoplamiento. Por ello, se logra que el resorte anular 27 esté posicionado de manera precisa axialmente en la dirección hacia el extremo libre 8, puesto que se comprime ligeramente de manera radial por la punta de pipeta, debido a que la pared interior 31 cónica se desvía en la dirección de la superficie de tope 50 y se posiciona y presiona contra esta. Por lo tanto, se produce un arrastre de fuerza que comienza desde el elemento de sellado 21 a través de la sección de sellado 43 del lado de la pipeta hasta el destalonamiento 47, que da como resultado el flujo de fuerza a través del resorte anular 27 hacia la superficie de tope 50. Por ello, la punta de pipeta se fija y se alinea de forma segura en el elemento de acoplamiento.
La figura 3 muestra una forma de realización adicional. En el caso de esta forma de realización, en lugar de un resorte anular dispuesto en una ranura anular, se usan talones 57 rígidos como elemento de retención, que están distribuidos uniformemente sobre la circunferencia de la segunda sección. Resultan favorables al menos tres talones. Como se puede reconocer en la figura 3, los talones 57 están moldeados integralmente como un anillo en relieve circunferencial, que está interrumpido por incisiones. En cuanto a la solicitación de material en la sección de acoplamiento de la punta de pipeta, varios talones rígidos separados son más favorables que un anillo continuo, puesto que esto forzaría un fuerte ensanchamiento del extremo posterior 12 de la sección de acoplamiento 14 durante el montaje por deslizamiento de la punta de pipeta. Por el contrario, los talones rígidos separados únicamente requieren una ligera deformación del extremo posterior 12, adoptando, en el caso de tres talones, la sección transversal de la segunda sección 42 una ligera forma triangular sin una expansión significativa del material hasta que los talones engranan en el destalonamiento 47 del lado de la punta de pipeta. A través de la deformación de la sección transversal posibilitada sin la expansión del material, el esfuerzo necesario para el montaje por deslizamiento de la punta de pipeta se puede reducir considerablemente. Como alternativa, también se pueden usar como medios de soporte superficies esféricas moldeadas integralmente o protuberancias colocadas o uno o varios anillos colocados.
Como en el primer ejemplo de realización, los talones 57 engranan en un destalonamiento 47 en la punta de pipeta.
Las figuras 5 a 7 muestran un ejemplo de realización adicional. Allí se usa a su vez un resorte anular (no representado) como elemento de retención, que está dispuesto en una ranura anular 60 con paredes laterales 61, 62 paralelas y pared interior 63 en forma de V. La ranura anular 60 tiene la ventaja de que, por una parte, el resorte anular está montado de manera definida en la dirección axial y, por otra parte, es elásticamente deformable en la dirección radial. Esto facilita la colocación de la punta de pipeta y da como resultado una durabilidad del resorte de anillo.
En las figuras 6 y 7 están representados detalles de la ranura anular 60 así como de la primera y segunda sección 25, 26 del elemento de acoplamiento. Además, estas figuras muestran los respectivos elementos de guía, puesto que también se pueden emplear en las otras formas de realización.
La pared interior 63 en forma de V (figura 6) comprende dos superficies parciales, que forman un ángulo obtuso la una respecto a la otra, estando estas dispuestas simétricamente con respecto al eje 6. El segundo elemento de guía 26 sobresale más allá de las áreas circundantes de la segunda sección 22 en el lado del elemento de acoplamiento. Como se puede reconocer, los flancos de avance 65, 66 configurados de manera simétrica están conformados lateralmente respecto al segundo elemento de guía 26.
En la primera sección 20 (figura 7), axialmente respecto al primer elemento de guía 25, están configurados asimismo un flanco de avance 67 posterior y un bisel de introducción 68 cónico delantero para el centrado previo de la punta de pipeta. El bisel de introducción 68 que se extiende hasta el extremo libre 8 termina en una superficie frontal 69, en la que también termina la abertura de paso 5.
Un ejemplo de realización adicional de un elemento de acoplamiento 4 está representado en la figura 10. En el caso de este ejemplo de realización, el elemento de retención 27 se forma por talones 90 separados dispuestos circunferencialmente, que representan, por ejemplo, partes de un anillo. Los talones 90 se pueden producir fácilmente a partir de un anillo conformado, por ejemplo, integralmente, en el que se han introducido incisiones 91 que discurren axialmente. Por ello, se producen talones 90 separados y, en este caso, rígidos que, tal como en el caso de los ejemplos de realización mostrados anteriormente, pueden engranar en un destalonamiento 47 de la punta de pipeta 10, que está prevista en la segunda sección 42 de la punta de pipeta 14. A través de la interacción entre el talón 90 y el destalonamiento 47, la punta de pipeta 10 con su sección de sellado 43 se presiona axialmente contra el elemento de sellado 21. El anillo, o bien los talones 90, pueden presentar un contorno redondo en la dirección axial, que corresponde en su mayor parte al contorno del destalonamiento 47 para posibilitar un buen arrastre de forma.
A diferencia de los ejemplos de realización mostrados anteriormente, el elemento de acoplamiento 4 mostrado en la figura 10 no presenta ningún segundo elemento de guía separado en el área de la segunda sección 22 del elemento de acoplamiento 4. Esta función la asumen los talones 90 en interacción con el destalonamiento 47 en el lado de la punta de pipeta. Entonces se puede prescindir asimismo de la segunda superficie de guía 46 en la segunda sección 42 del lado de la pipeta. La punta de pipeta 10, visto en la dirección de montaje por deslizamiento, puede presentar una primera superficie de guía 45 en el área de la primera sección 40, un reborde 43 en la transición hacia la segunda sección 42 y un medio de retención 47 (en el presente ejemplo, destalonamiento) distanciado del reborde 43.
En el área de la primera sección 20 del elemento de acoplamiento 4, el primer elemento de guía 25 se forma por un anillo circunferencial con incisiones 93 axiales, presentando el anillo un contorno exterior cilíndrico. Las incisiones 93 dan como resultado segmentos de anillo 92 o bien talones separados espacialmente. Debido al contorno exterior cilíndrico del anillo, cada talón 92 presenta una parte del contorno exterior cilíndrico, de manera que los talones 92 del lado del elemento de retención forman conjuntamente un elemento de guía circunferencial en forma de una superficie interrumpida. En comparación con la figura 7, se puede reconocer que, en el ejemplo de realización mostrado en la figura 10, se han introducido incisiones 93 que discurren axialmente en el área del primer elemento de guía 25. Las talones 92, interaccionando con las primeras superficies de guía 45 interiores en el área de la primera sección 40 de la punta de pipeta 14, dan como resultado la alineación radial o bien lateral de la punta de pipeta 14 con respecto al elemento de acoplamiento 4.
Los elementos de acoplamiento descritos anteriormente pueden estar dispuestos en soportes de pipetas manuales, pero también en máquinas automáticas de pipeteado, que presentan muchos elementos de acoplamiento. Dichas máquinas automáticas de pipeteado presentan además componentes adicionales, en particular medios para la extracción de las puntas de pipeta. Habitualmente, estos medios comprenden un extractor que se puede mover en la dirección axial relativamente al elemento de acoplamiento, que engrana detrás del extremo posterior 12 de la punta de pipeta 10 y lo empuja desde el elemento de acoplamiento en contra de la dirección de montaje por deslizamiento 2.
En la figura 8, está representada de manera ampliada una sección (primera sección 40 o segunda sección 42) de la sección de acoplamiento del lado de la pipeta. Esta sección presenta una pared interior (superficie interior) 70 que acaba en cono. El ángulo cónico (ángulo entre la pared interior 70 y el eje longitudinal 6) asciende solo a unos pocos grados y se encuentra preferentemente entre 0,5° y 1°. Esta realización ligeramente cónica es un denominado bisel de desmoldeo para separar más fácilmente del molde de inyección la punta de pipeta moldeada como pieza de moldeo por inyección. Como se puede reconocer, la pared exterior (superficie exterior) 71 de la sección de acoplamiento también discurre de forma cónica por este motivo. En la pared interior 70 está integrada una superficie de guía 72 cilíndrica, es decir, la superficie de guía 72 discurre en paralelo respecto al eje 6 longitudinal en la dirección longitudinal. Por ello, se forma un rebajo 74 entre la superficie de guía 72 y la pared interior, cuya profundidad depende del ángulo cónico y de la expansión longitudinal de la superficie de guía 72. El rebajo 74 no es la superficie de sellado 43. Resulta favorable si la superficie de guía se convierte directamente en la pared interior 70 cónica hacia el extremo ancho del cono.
Para que la superficie de guía 72 posibilite una alineación axial suficientemente precisa de la punta de pipeta, la pared de la punta de pipeta debería estar configurada de manera suficientemente rígida en esta área. Puesto que el ángulo del cono, tal como se ha descrito anteriormente, es típicamente muy pequeño, la formación de la superficie de guía 72 cilíndrica solo da como resultado una reducción insignificante en el espesor de pared, de manera que también se ha asegurado una estabilidad suficiente en el área de la superficie de guía 72. Dado el caso, en conjunto la pared se debería realizar correspondientemente más gruesa. Típicamente, únicamente se configura una superficie de guía cilíndrica en la pared interior 70. Por el contrario, la pared exterior 71 tiene típicamente un curso cónico.
La figura 9 muestra una forma de realización con flexibilidad mejorada de la sección de acoplamiento 14 en el lado de la pipeta. Como se puede reconocer, la sección de acoplamiento 14 (o la segunda sección de la punta de pipeta) presenta incisiones 82 que discurren en dirección longitudinal, que están rellenas con un material separado para moldear componentes blandos axiales. El material 82 de los componentes blandos 82 axiales es más elástico en comparación con el material 80, del que se compone la parte principal de la sección de acoplamiento 14, y por ello aumenta la flexibilidad radial de la sección de acoplamiento. Tal como se indica en la figura 9, las incisiones 82 pueden atravesar el destalonamiento 34 para el alojamiento del elemento de retención en el lado del elemento de acoplamiento. Asimismo, se puede usar un procedimiento de moldeo por inyección para la producción de tales puntas de pipeta de dos componentes. La punta de pipeta presenta además una sección 84 unida a la sección de acoplamiento 14 y que acaba en cono en la dirección axial, que tiene una abertura en su extremo axial alejado de la sección de acoplamiento 14 para la aspiración de un medio que se va a pipetear.
En general, el volumen total de la punta de pipeta no está particularmente limitado. Por ejemplo, las puntas de pipeta, tal como se ha descrito anteriormente, pueden estar diseñadas de tal manera que presenten un volumen de alojamiento en el área de alojamiento, es decir, en el área de la punta de pipeta en la cual se aloja el medio que se va a pipetear (sección de alojamiento), incluyendo la sección de salida para la dispensación del medio, de 5 hasta 2000 pl, preferentemente de 40 hasta 1800 pl, más preferentemente de 50 hasta 1500 pl.
La longitud de una punta de pipeta habitualmente resulta del volumen deseado cuando se ha definido la geometría de las secciones individuales del área de alojamiento. Por eso, la longitud de la punta de pipeta en general no está particularmente limitada. Por ejemplo, las puntas de pipeta pueden presentar una longitud en el intervalo de 50 hasta 150 mm, preferentemente de 60 hasta 140 mm y lo más preferentemente de 80 hasta 120 mm. En una forma de realización especialmente preferente, las puntas de pipeta con un volumen de alojamiento de 50 pl presentan una longitud de 60 mm, las puntas de pipeta con un volumen de alojamiento de 200 o 1000 pl presentan en cada caso una longitud de 80 mm y las puntas de pipeta con un volumen de alojamiento de 1500 pl presentan una longitud de 120 mm.
En el caso de todas las realizaciones, la punta de pipeta se puede componer de polipropileno y estar rellenada con grafito para posibilitar mediciones de nivel de llenado capacitivas.
En el caso de todas las formas de realización, el elemento de sellado se puede componer de fluoroelastómero, por ejemplo, Viton® o Kalrez® de la empresa DuPont. Asimismo, son adecuados otros materiales elásticos, según el medio que se va a pipetear.
Los elementos de acoplamiento, que también se denominan a menudo mandril, se componen de un metal preferentemente resistente a la corrosión, por ejemplo, acero inoxidable u otras aleaciones que contienen, por ejemplo, tántalo, titanio o tungsteno. No obstante, también es posible producir los elementos de acoplamiento de plástico adecuado, por ejemplo, conductor. Asimismo, son posibles materiales compuestos hechos de diferentes materiales, por ejemplo, acero inoxidable con insertos de plástico o compuestos hechos de diferentes plásticos conductores y no conductores.
De acuerdo con una forma de realización, se propone un dispositivo para el soporte de puntas de pipeta con un elemento de acoplamiento con un eje longitudinal que discurre en la dirección axial, el cual presenta un extremo libre desde el que se puede montar por deslizamiento una punta de pipeta sobre el elemento de acoplamiento en la dirección axial, presentando el elemento de acoplamiento:
- un elemento de sellado hecho de un material elástico, que presenta una sección de sellado que se extiende axial y radialmente expuesta en la dirección axial hacia el extremo libre del elemento de acoplamiento, contra la cual una sección de sellado de la punta de pipeta se puede apretar de manera axial al menos parcialmente.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de acoplamiento presenta al menos un elemento de guía, preferentemente de una sola pieza o en varias piezas, dispuesto en su lado exterior, para la alineación lateral de la punta de pipeta.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de acoplamiento presenta dos elementos de guía distanciados axialmente el uno del otro en el lado exterior del elemento de acoplamiento.
De acuerdo con una forma de realización, los elementos de guía forman en cada caso un anillo de guía radialmente circunferencial con una expansión radial predeterminada y radial preferentemente constante, teniendo los anillos de guía una expansión radial diferente y estando configurados preferentemente de manera continua y/o interrumpida independientemente entre sí.
De acuerdo con una forma de realización, los elementos de guía tienen una distancia (d) los unos de los otros que es al menos tan grande como la expansión radial (D) de los elementos de guía o del mayor de los dos elementos de guía.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de acoplamiento presenta al menos un elemento de retención dispuesto en su lado exterior para interaccionar con medios de retención de la punta de pipeta con el fin de apretar la sección de sellado de la punta de pipeta contra la sección de sellado axial y/o posicionar la punta de pipeta en la dirección axial.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de acoplamiento presenta una primera sección, que está dispuesta cerca del extremo libre del elemento de acoplamiento, y una segunda sección, que está dispuesta de manera axialmente desplazada en la dirección de montaje por deslizamiento con respecto a la primera sección.
De acuerdo con una forma de realización, la primera sección presenta preferentemente en cada punto una expansión radial menor que la segunda sección.
De acuerdo con una forma de realización, en la primera y la segunda sección está dispuesto en cada caso un elemento de guía.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de sellado está dispuesto entre la primera y la segunda sección.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de retención está dispuesto en la segunda sección.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de sellado se compone de un fluoroelastómero.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de retención es un elemento de resorte circunferencial, que está dispuesto en una depresión circunferencial situada en el lado exterior del elemento de acoplamiento.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de retención presenta una o varias elevaciones radiales, que están dispuestas de manera circunferencial parcial o anularmente en el lado exterior del elemento de acoplamiento y que son preferentemente rígidas o flexibles.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de retención está dispuesto detrás de todos los elementos de guía, visto en la dirección de montaje por deslizamiento.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de sellado es deformable elásticamente en su sección transversal de material.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de acoplamiento presenta un bisel de introducción en el extremo libre para preajustar la punta de pipeta.
De acuerdo con una forma de realización adicional, se proporciona un dispositivo de pipeteado con un elemento de acoplamiento de acuerdo con una de las formas de realización anteriores y una punta de pipeta, que se puede fijar de manera desmontable al elemento de acoplamiento, con una sección de sellado que, con respecto al eje longitudinal del elemento de acoplamiento, está diseñada como una superficie axial que señala en la dirección del elemento de acoplamiento, y estando apretada axialmente, en el estado acoplado, al menos una parte de la sección de sellado del elemento de acoplamiento contra al menos una parte de la sección de sellado de la punta de pipeta.
De acuerdo con una forma de realización adicional, se proporciona un dispositivo de pipeteado con un elemento de acoplamiento y una punta de pipeta que se puede fijar de manera desmontable al elemento de acoplamiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, presentando el elemento de acoplamiento al menos un elemento de guía dispuesto en su lado exterior para la alineación lateral de la punta de pipeta, y presentando preferentemente tantos elementos de guía como superficies de guía posea la punta de pipeta, estando configurado(s) el o los elemento(s) de guía preferentemente de una sola pieza o en varias piezas independientemente entre sí, y presentando cada elemento de guía al menos superficies parciales de una superficie lateral cilíndrica, que en cada caso corresponde a una superficie de guía cilíndrica que interacciona con la superficie parcial de la punta de pipeta.
De acuerdo con una forma de realización, el dispositivo de pipeteado presenta adicionalmente las características descritas en las formas de realización mencionadas anteriormente y preferentemente también un elemento de sellado según una de las formas de realización descritas anteriormente.
De acuerdo con una forma de realización, el elemento de acoplamiento del dispositivo de pipeteado presenta al menos un elemento de retención dispuesto en su lado exterior para interaccionar con al menos un medio de retención de la punta de pipeta, estando configurado el al menos un elemento de retención preferentemente o bien de manera rígida o bien flexible con respecto al al menos un medio de retención.
Las formas de realización descritas anteriormente tienen en común que posibilitan la colocación y la extracción de la punta de pipeta con un esfuerzo comparativamente pequeño. Esto se consigue, por una parte, a través de los elementos de retención flexibles en el lado del elemento de acoplamiento y, por otra parte, a través de áreas flexibles del extremo posterior 12 de la punta de pipeta. Aparte de eso, todos los elementos de acoplamiento presentan una junta de bajo desgaste o bien incluso sin desgaste, puesto que el elemento de sellado está configurado como un elemento de sellado axial. Los elementos de guía permiten un posicionamiento radial o bien lateral preciso (dirección x e y) y evitan un ladeo de la punta de pipeta. El posicionamiento axial (dirección z) se establece, por una parte, por la interacción del elemento de retención en el lado del elemento de acoplamiento con el medio de retención en el lado de la punta de pipeta y, por otra parte, por la presión del reborde 43 contra el elemento de sellado 21. Por lo tanto, la junta y la fijación están separadas espacial y funcionalmente la una de la otra y posibilitan una fijación en una posición segura de la punta de pipeta sobre el elemento de acoplamiento. Tanto la punta de pipeta como el elemento de acoplamiento se pueden fabricar de forma económica y su uso es robusto.
Lista de referencias
Dirección de montaje por deslizamiento Elemento de acoplamiento
Abertura de paso
Eje longitudinal
Extremo libre del elemento de acoplamiento Punta de pipeta
Extremo posterior de la punta de pipeta / primer extremo axial Sección de acoplamiento de la punta de pipeta
Primera sección del elemento de acoplamiento
, 21' Elemento de sellado
Segunda sección del elemento de acoplamiento
, 23' Sección de sellado
Primer elemento de guía
Segundo elemento de guía
Resorte anular / elemento de retención
, 29 Borde exterior
Ranura anular
Pared interior de la ranura anular
Depresión / destalonamiento
Primera sección de la punta de pipeta
Segunda sección de la punta de pipeta
Sección de sellado / reborde
Primera superficie de guía
Segunda superficie de guía
Destalonamiento
Superficie de tope
Talón / elemento de retención
Ranura anular
,62 Paredes laterales de la ranura anular 60
Pared interior de la ranura anular 60
, 66, 67 Flancos de avance
Bisel de introducción
Superficie frontal
Pared interior
Pared exterior
Superficie de guía
Rebajo
Primer material
Segundo material
Sección cónica
Talón / elemento de retención Incisión
Talón / primer elemento de guía Incisión

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Punta de pipeta para la colocación en un soporte, presentando la punta de pipeta:
- un eje longitudinal (6); y
- una sección de acoplamiento (14) que discurre en el eje longitudinal (6) para el montaje por deslizamiento sobre el soporte, teniendo la sección de acoplamiento (14) una primera sección (40) y una segunda sección (42) dispuesta de manera axialmente desplazada respecto a la primera sección (40) en la dirección de montaje por deslizamiento (2), y presentando la primera sección (40) una expansión radial menor que la segunda sección (42), y presentando la punta de pipeta una sección de sellado entre la primera y la segunda sección (40, 42) con una superficie de sellado (43) que señala axialmente en la dirección de montaje por deslizamiento (2) para interaccionar con un elemento de sellado del soporte,
caracterizada por que
la primera sección (40) o la segunda sección (42) tiene una pared interior (70), que acaba en cono al menos por secciones en contra de la dirección de montaje por deslizamiento (2), en la que está integrada una superficie de guía (72) cilíndrica con respecto al eje longitudinal (6), formando la superficie de guía (72) cilíndrica y la pared interior (70) conjuntamente un rebajo (74), cuya profundidad radial depende del ángulo cónico de la pared interior (70) y de la expansión longitudinal de la superficie de guía (72) cilíndrica.
2. Punta de pipeta según la reivindicación 1, presentando la pared interior (70), en la dirección del eje longitudinal con respecto al eje longitudinal (6), un ángulo superior a 0,2° y preferentemente entre 0,5° y 3°.
3. Punta de pipeta según la reivindicación 1 o 2, teniendo la primera sección (40) una pared interior (70) que discurre cónicamente, en la que está integrada la superficie de guía (45) cilíndrica.
4. Punta de pipeta según una de las reivindicaciones anteriores, teniendo la primera y la segunda sección (40, 42) paredes interiores que discurren en cada caso cónicamente, en las que está integrada en cada caso una superficie de guía (45, 46, 72) cilíndrica.
5. Punta de pipeta según una de las reivindicaciones anteriores, presentando al menos un medio de retención (47) dispuesto en la pared interior de la segunda sección (42) para interaccionar con un elemento de retención del soporte.
6. Punta de pipeta según la reivindicación 5, siendo el medio de retención (47) un destalonamiento.
7. Punta de pipeta según una de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo la sección de acoplamiento (14) un área de extremo, que está configurada para ser más flexible con respecto a las áreas restantes de la sección de acoplamiento (14).
8. Punta de pipeta según una de las reivindicaciones 1 a 7, componiéndose la sección de acoplamiento (14) de un primer material (80) y presentando incisiones (82) que discurren en la dirección longitudinal, las cuales están rellenadas con un segundo material, el cual es más elástico con respecto al primer material.
9. Punta de pipeta según una de las reivindicaciones anteriores, siendo la sección de sellado un reborde entre la primera y la segunda sección (40, 42).
10. Punta de pipeta según una de las reivindicaciones anteriores, siendo la distancia entre la sección de sellado y el medio de retención (47) mayor que la expansión radial del medio de retención (47).
11. Punta de pipeta según una de las reivindicaciones anteriores, siendo la distancia entre la superficie de guía (45, 72) dispuesta en la primera sección y el medio de retención (47) mayor que la expansión radial del medio de retención (47).
12. Punta de pipeta según una de las reivindicaciones anteriores, estando dispuesta la sección de sellado entre la superficie de guía (45, 72) cilíndrica y el medio de retención (47).
13. Dispositivo de pipeteado con un elemento de acoplamiento (4) y una punta de pipeta (10), fijada de forma desmontable al elemento de acoplamiento (4), según una de las reivindicaciones 1 a 12,
- presentando el elemento de acoplamiento (4) al menos un elemento de guía (25, 26) dispuesto en su lado exterior para la alineación lateral de la punta de pipeta (10), y presentando preferentemente tantos elementos de guía (25, 26) como la punta de pipeta (10) posee superficies de guía (45, 46, 72),
- estando configurado(s) el o los elemento(s) de guía (25, 26) preferentemente de una sola pieza o en varias piezas independientemente los unos de los otros
- y presentando cada elemento de guía (25, 26) al menos superficies parciales de una superficie lateral cilíndrica, que en cada caso corresponde a una superficie de guía (45, 46, 72) cilíndrica, que interacciona con la superficie parcial, en la punta de pipeta (10).
Ċ
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