專利名稱：注射器系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及可選地被用于分析注射器系統(tǒng)如自動取樣系統(tǒng)的注射器安裝設 備。在一個方案中，本發(fā)明關注于減小且優(yōu)選消除與使用分析注射器的取樣相關的交叉污 染風險或樣本殘留風險。
背景技術：
在分析科學領域，自動取樣機在取樣過程和將樣品注入分析儀的效率、速度和可 重復性方面有重大的影響。盡管有這些好處，但在對將樣本殘留或交叉污染減小到完全消 除程度的改進方面仍有很大的挑戰(zhàn)。自動取樣機中的殘留物的消除對于臨床樣本以及帶有 寬廣動態(tài)范圍的分析物例如血漿(其中分析物濃度范圍可以為在最低和最高豐度蛋白之 間的101(1至1012)的分析是重要的。與樣本殘留風險相關的問題是如此重要，因而僅有真正的一次性注射系統(tǒng)將滿足 要求。在樣本注射量小例如小于2 yl的情況下，可以將樣本抽吸限制到自動取樣機的注射 器針內表面上并且可以在取多個樣本之間丟棄針。在很大程度上，一次性聚丙烯針頭滿足 這種要求，但是它們既不具備足以刺穿樣本瓶隔片的剛性，也不具有與傳統(tǒng)分析儀的注入 口相接的正確設計構造。因此，人們認為金屬針是必需的。對于大于針或一次性針頭的內容量的樣本，樣本不可避免地與精密分析注射器筒 體和柱塞頭內表面相接觸。一旦這種情況發(fā)生，就必須嚴格清洗注射器，以排除任何樣本交 叉污染的風險。在臨床檢驗領域，已知的風險是如此之高，以至有時優(yōu)選丟棄每個注射器， 盡管在采用當前可用的分析系統(tǒng)時非常昂貴。使用當前的自動取樣機的另一個問題是它們相對缺少靈活性。它們通常具有以吊 架形式布置在機械臂上的固定的注射器陣列或者作為離散的可動頭。通常，這些自動取樣 機被設計成按照標準一致樣本容量執(zhí)行預編定而可重復的大量分析任務，不適于在任務之 間快速互換。在國際專利公開出版物W02005/124366中公開的系統(tǒng)以一種方式來處理這個 問題，其中多軸傳送機構選擇性地在多個分析工作臺之間移動注射器設備，注射器在每個 分析工作臺處被卸下。每個注射器裝置是帶有內置馬達和控制器的自裝式“智能”樣本探 針，用于實現(xiàn)抽吸和/或分配操作。這種方法在構想和執(zhí)行上復雜并且不滿足當前的多種 需求。本發(fā)明的發(fā)明人認識到可以提供一種改進的注射器安裝設備和分析系統(tǒng)，它們能 夠在現(xiàn)有的自動取樣機配置下解決上述兩個缺陷。

發(fā)明內容
在第一方案中，本發(fā)明提供一種注射器安裝設備，包括主體和主體上的聯(lián)接機構， 聯(lián)接機構具有用于接納注射器部件的筒體的殼體和可分離地與筒體接合并因此可換地保 持注射器部件的機構。柱塞連接器相對殼體設置成，當注射器部件筒體可換地被聯(lián)接裝置 保持時可操作地將柱塞驅動器連接到注射器部件的筒體中的柱塞件。柱塞連接器包括如此可分離地與柱塞件接合的機構，即允許柱塞驅動器使筒體中的柱塞件縱向往復運動，以抽 吸流體進入注射器部件中或從注射器部件中排出流體。聯(lián)接機構包括套筒和被套筒保持并可與注射器部件筒體的匹配構型相接合的第 一可彈性回縮構件或構型如彈簧加載球。優(yōu)選提供將該構件或構型鎖住以防止縮回并進而 鎖住由此接合到聯(lián)接機構中的筒體的機構。為了與具有呈柱塞頭形式的柱塞件的注射器部件一起使用，柱塞連接器還包括細 長柱塞，細長柱塞布置成通過聯(lián)接機構縱向往復運動并且布置在注射器部件的筒體中。柱 塞具有頭部，該頭部包括在筒體中用于可分離地與柱塞頭接合的機構。為了與具有從筒體伸出的柱塞件的注射器部件一起使用，柱塞連接器包括接納柱 塞件的殼體和可分離地與柱塞件接合的機構。在此情況下，可分離地與柱塞件接合的機構 包括套筒組件和在套筒組件中的與柱塞件上的匹配構型相接合的第二可彈性回縮構件或 構型如彈簧加載球。聯(lián)接機構可包括適配器，適配器具有可互換地被聯(lián)接機構接納并可分離地與聯(lián)接 機構接合的第一部分、和可分離地與注射器部件的筒體相接合但太小而不能被聯(lián)接機構互 換地保持的第二部分。適配器具有用于柱塞件從其中穿過的縱向延伸腔室和/或柱塞連接 器。為了與具有呈柱塞頭形式的柱塞件的注射器部件連用，柱塞連接器還可以包括安裝在 適配器腔室中的細長柱塞，細長柱塞布置成通過聯(lián)接機構縱向往復運動并位于注射器部件 的筒體中，柱塞頭具有頭部，該頭部包括在筒體中用于可分離地與柱塞頭接合的機構。為了更廣泛的應用，尤其是改型應用，適配器的第一部分是可換的，以用于其它注 射器的安裝構型。本發(fā)明在其第一方案中還擴展到一種分析注射器系統(tǒng)，其包括具有柱塞驅動器和 如上所述地支承注射器安裝設備以在工作空間中橫向和豎直運動的結構，分析注射器系統(tǒng) 還包括可編程的或被編程以便選擇性地使該運動起作用(用于操作柱塞驅動器)和選擇性 地接合或分離連續(xù)的注射器部件的機構。分析注射器系統(tǒng)可以包括可分離地被聯(lián)接機構接合并因而可換地被其保持的多 個可重復使用的注射器部件，和/或可分離地被所述聯(lián)接機構接合并因而可換地被其保持 的多個一次性注射器部件。各一次性注射器部件可以是根據(jù)如下所述的本發(fā)明的第二方案 中的那些。本發(fā)明還提供一種注射器設備，包括一個或多個一次性注射器部件，每個一次性 注射器包括注射器筒體、從該筒體的一端伸出的空心針和在筒體中密封滑動以抽吸流體進 入針中或將流體從該針排出的注射器柱塞頭。注射器拾取頭包括可縱向往復運動地安裝以 驅動柱塞頭在筒體中滑動的至少一個柱塞。設有用于將一次性注射器部件與其柱塞頭相匹 配地驅動接合柱塞的注射器拾取頭可分離地相接合的機構。本發(fā)明在其第一方案中還提供一種注射器設備，包括殼體；可縱向往復運動地安裝的突伸的柱塞；和位于殼體上用于接納一次性注射器部件并與之可分離地接合的機構，一次性注射 器部件具有注射器筒體、從筒體的一端突出的空心針和在筒體中密封滑動以抽吸流體進入 針中或通過針將流體排出的注射器柱塞頭，
其中，所述柱塞和所述可分離接合是這樣的，即柱塞與柱塞頭相匹配地驅動接合。柱塞頭與柱塞之間的可分離接合優(yōu)選借助位于一個優(yōu)選在柱塞頭上的插口部和 在另一個上的互補的插頭部。接合和分離優(yōu)選需要插口部或插頭部中的一個或另一個或兩 者變形，有利的是需要有咬合作用。一次性注射器部件的筒體優(yōu)選包括止擋，止擋被設置成當柱塞的行進使柱塞頭在 筒體中被相對地收回時被柱塞頭撞擊，從而實現(xiàn)柱塞頭與柱塞分離。優(yōu)選設有將注射器拾取頭和一次性注射器部件的筒體可分離地連接的機構。這樣 的機構包括套筒和匹配的構型，例如在套筒和筒體上的多個彈簧加載球和互補的凹口，反 之亦然。一次性注射器部件優(yōu)選具有撞擊面，撞擊面可與臺階或類似物相接合，從而當注 射器拾取頭相對止擋收回時，實現(xiàn)一次性注射器部件從注射器拾取頭脫離。在優(yōu)選實施例中，注射器拾取頭為自動取樣機的移動頭，其可編程或被編程以使 該頭運動以選擇性地與連續(xù)的注射器部件接合和分離。本發(fā)明在第二方案中提供一種一次性注射器部件，包括注射器筒體、從該筒體的 一端伸出的空心針、可在該筒體中密封滑動以將流體抽吸入針中或將流體通過該針排出的 注射器柱塞頭和在柱塞頭上可分離地與用于驅動柱塞頭在筒體中滑動的柱塞接合的機構。柱塞頭可以具有可變形以接納柱塞端部構型的插口部。一次性注射器部件的筒體包括止擋，止擋設置成當柱塞的行進使柱塞頭在筒體中 相對收回時被柱塞頭撞擊，從而實現(xiàn)柱塞頭與柱塞分離。優(yōu)選地，一次性注射器部件具有撞擊面，撞擊面可與臺階或類似物相接合，從而在 注射器安裝設備相對止擋回縮時，實現(xiàn)一次性注射器部件與保持該注射器部件的注射器安 裝設備分離。優(yōu)選地，一次性注射器部件的筒體由選自以下組的材料所構成硼硅玻璃、聚丙 烯、乙縮醛樹脂(Delrin)或類似物。優(yōu)選地，一次性注射器部件的注射器柱塞頭由選自以 下組的材料所構成聚四氟乙烯(特氟隆)、UHMWPE(超高分子量聚乙烯)和填充聚苯酯的 聚四氟乙烯。在另一個方案中，本發(fā)明提供一種注射器部件，包括注射器筒體、從筒體一端伸出 的空心針和可在筒體中密封滑動以抽吸流體進入針中或通過針排出流體的注射器柱塞。注 射器筒體上的構型與聯(lián)接機構可分離地接合，用于傳送注射器部件，柱塞上的構型與柱塞 可分離地接合，從而驅動柱塞在筒體中滑動，而注射器筒體與聯(lián)接機構相接合。在整個說明書中，除了上下文規(guī)定的，否則，用語“包括”及其派生詞例如“包含”或 “具有”將被理解為包含所列舉的元件、整體或步驟或者元件、整體或步驟的組合，但不排除 任何其它元件、整體或步驟或者元件、整體或步驟的組合。


為了更清楚地了解本發(fā)明，將參考以下示例并結合附圖來說明優(yōu)選實施例，其 中圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的注射器安裝設備的分析注射器系統(tǒng)的布局的不按比例 的正面示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的注射器安裝設備的軸向剖視圖，其中可互換的 注射器部件完全地接合在該設備中；圖3是圖2示出的設備的部分剖切等比例視圖；圖4、圖5和圖6是從圖2和圖3所看見的注射器部件、聯(lián)接機構和柱塞連接器各 自的軸向剖視圖；圖7是類似于圖5的視圖，但示出了鎖定滑動件于其鎖定狀態(tài)；圖8a和圖8b是類似于圖3的視圖，示出了注射器安裝設備與可互換的注射器部 件接合的過程的連續(xù)步驟；圖9是類似于圖3的視圖，但帶有柱塞連接器，且可互換的注射器部件的柱塞件向 上位移；圖10是類似于圖3的、在注射器設備從可互換的注射器部件分離的過程中的視 圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二方案的一個實施例的小容量一次性注射器部件與適配 器的組件的軸向剖視圖，圖2和3的注射器安裝設備可以借助于該適配器可互換地接合一 次性注射器部件；圖12是圖11所示的一次性注射器部件的軸向剖視圖；圖13是用于圖12所示的適配器的作為替代的端部配件的局部視圖；圖14是類似于圖11的視圖，示出了適配器的替代形式；圖15是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的注射器安裝設備的軸向剖視圖，其適合于直 接與根據(jù)本發(fā)明的第二方案的一個實施例的一次性注射器部件相接合；圖16和圖17是圖15所示的一次性注射器部件和聯(lián)接機構各自的軸向剖視圖；圖18包括將要與圖15至圖17的實施例中的一次性注射器部件中的柱塞頭相接 合、和已與之相接合的注射器柱塞連接器示意性部分剖視圖。
具體實施例方式圖1所示的分析注射器系統(tǒng)包括多軸自動取樣機12和注射器部件陣列205，該注 射器部件陣列205包括被直立保持在支架210中的、可洗且可重復使用的注射器部件100 和被保持在支架600中的一次性部件200。注射器安裝設備10設在從自動取樣機12垂下 的可平移的注射器拾取頭300上并具有注射器聯(lián)接機構20和柱塞連接器60。柱塞連接器 在下端由《軸柱塞驅動器402支承，以使其相對聯(lián)接機構20豎直地即縱向地往復運動。支 架600還限定出固定位置610，一次性注射器部件可在固定位置從拾取頭300上被拆下以便 丟棄。人們將明白圖1沒有按相比例縮放。在本發(fā)明的第一實施例中，包括聯(lián)接機構20和柱塞連接器60的注射器安裝設備 10被構造成可分離且可換地直接接合且拾取多個可重復使用的大型注射器部件100中的 一個(如圖4所示)，或借助適配器250可分離可互換地接合且拾取連續(xù)的一次性小容量注 射器部件200 (如圖11所示)。從圖3和圖5最佳所示，聯(lián)接機構20包括帶有上周緣外側槽24的基本呈柱形的 空心殼體22，上周緣外側槽24接納夾持裝置25的兩個半夾爪25a、25b，殼體借助夾持裝置 懸掛在拾取頭300上。
在殼體22的另一端(下端)，沉孔26容納一圈保持在一同軸套筒30的洞29中的 間隔球28。套筒30通過干涉配合牢固固定在殼體22的主孔23的環(huán)形槽中。洞29尺寸和 形狀被設定成球28從洞中向內突出而又不能穿過洞，這些球被環(huán)32偏壓到該位置。環(huán)32 可圍繞套筒30外表面軸向滑動，偏斜地支撐球并通過保持在環(huán)32與鄰接殼體22邊緣的套 筒30的周向凸緣31之間的螺旋壓縮彈簧34被偏壓靠著球。球28可通過滑動件36被鎖入所示的突出位置中，該滑動件可在不作用位置(圖 5)和作用位置(圖7)之間橫移，在作用位置，該滑動件上的臺肩37位于環(huán)32 —側上的下 邊緣之下并阻止它克服彈簧34作用地向下滑動?；瑒蛹?6的這兩個位置通過位于滑動件 上表面中和位于殼體22的相反的向下表面中的各自磁體對38a、39a和38b、39b來轉換。柱塞連接器60 (圖2、圖3和圖6)包括帶有中央直立柱63的實心柱形主體62，該 主體62通過中央直立柱連接到自動分析儀的拾取頭300的w軸柱塞驅動器402。在其另一 端(下端)，主體602具有一體垂下的薄壁環(huán)形部64，其向內錯移而限定出用于可軸向滑動 的外環(huán)圈66的外座和用于螺旋壓縮彈簧67的內座。固定的內環(huán)圈68螺紋接合到隔板64的內螺紋部分并且具有周邊外端凸緣70，其 限定出環(huán)圈66的行進下止點。環(huán)圈66被彈簧67偏壓到該止點并且具有接納被保持在環(huán) 圈68的洞75中的各球74內側環(huán)槽72，球74可以從這些洞中突出但不會穿過它們。通過可在套圈68中在下止點與鄰接于主體62內端面79的上止點之間滑動的內 柱塞鄰接件76，該組件組裝完整，在該下止點，在鄰接件上邊緣處的周緣唇78抵接環(huán)圈68 的上邊緣。鄰接件76通過保持在主體62和鄰接件76中的盲孔82、83中的螺旋壓縮彈簧 80被偏壓向下止點。傳統(tǒng)的可換式注射器部件100如圖4所示。其具有細長筒體102、伸出的空心針 105和可在筒體中縱向滑動以抽吸液體樣本進入針105且通常也進入筒體102中和/或從 針注射出液體樣本的柱塞110。筒體102包括精密制造的管狀玻璃體112、在主體112 —端 上的其中穿有細孔125的端嵌密封件114、其中裝有針的端件116和在主體112的另一端上 且被定尺寸以與聯(lián)接機構20接合的端部裝配件120。端部裝配件120具有管狀前部，該管狀前部具有漸縮外端121和有弓形橫截面以 容納聯(lián)接機構的球28的周向槽122。后部套筒124套裝在玻璃主體112的端部上，中間部 126限定出具有矩形橫截面的第二槽128和環(huán)形臺肩129。柱塞110的內端具有端帽130，該端帽以通常方式滑動密封接觸玻璃主體112的內 表面。柱塞的外端具有端件132，該端件的尺寸被設定為能容納在柱塞連接器60的內環(huán)圈 68中并且該端件設有具有弓形橫截面的周向槽134，用于接納柱塞連接器的球74。當希望拾取可重復使用的注射器100以執(zhí)行抽吸/注射操作時，拾取頭300移動 到陣列600中選定的注射器上方的位置。后續(xù)操作在圖8a、圖8b和圖2或圖3中示出。柱 塞驅動器402將柱塞連接器60放置在正好伸入殼體22上部中的擴大的同心腔室21的位 置中(參考圖5)。殼體22下移至注射器部件100上并圍繞注射器部件下移(圖8a)，直至漸縮端21 將球28推回洞29中，隨后球被彈簧34從洞29中被推入槽122中(圖8b)在此，凸緣31 撞擊臺肩129而限制連接的殼體22向下運動?，F(xiàn)在，驅動器402將驅動器連接器帶到柱塞 端件132上，其相對地推回鄰接件76 (抵抗彈簧80)，以露出球74從而接合在槽134中。這
10個運動允許彈簧67推動套圈66向下，防止球74的釋放，因而將這些部件鎖在一起。當注射器部件100現(xiàn)在已被拾取頭300抽出支架600時，支架上的磁體驅使滑動 件36到如圖7所示的鎖定位置。被拾取的注射器部件100現(xiàn)在可以平移到一個或多個選 定的瓶和一個或多個儀器口，例如分析儀的注入口，在z軸上豎直移動(例如驅使針105刺 穿瓶)，并且操作驅動器402抽吸樣本到注射器部件100中(圖9)或從注射器部件注射出 樣本(例如注入分析儀的注入口中)。所執(zhí)行的操作當然可以包括在清洗工作臺上清洗可 重復使用的注射器部件。分析器可以是氣相色譜儀、液相色譜儀、質譜儀中的一種或多種， 或者它們的兩種或多種的任意組合。當操作完成并希望將注射器部件換為另一個(例如新洗過的注射器部件或不同 容量的注射器部件)時，可以通過將注射器部件返回到支架600的伸出板620上的切除部 610或者其他支架來實現(xiàn)分離，凹口的邊緣220在此處與注射器筒體端部裝配件120的槽 128接合(圖10)。在該運動過程中，滑動件36被接合并被推入其不作用位置(圖5)。當 拾取頭上升時，由驅動器402導致的略微向下推動將相對地回推環(huán)圈66，允許球74被向外 推入槽72中。這使柱塞與柱塞連接器分離，而球28從槽122的縮回同時使筒體端部裝配 件120與聯(lián)接機構20脫離(圖10)。代替拾取可清洗/可重復使用的注射器部件100，拾取頭300可用于接合小容量的 一次性注射器部件200。因為這些一次性注射器部件200通常具有小容量并因此具有小于注射器部件100 的整體尺寸，所以適配器250是必需的，以便首先允許與聯(lián)接機構20相接，其次提供另一個 柱塞連接器構件以將柱塞驅動件連接到注射器部件筒體中的柱塞件(圖11)。典型的一次性注射器部件200在圖12中示出。其包括圍繞內腔室209的筒體202、 從筒體202的閉合端伸出從而流體被吸入腔室209中或通過該針從腔室中排出的空心針 205和柱塞頭210。柱塞頭210在腔室209中密封滑動，以將流體吸入針205中或將流體從 針排出。筒體202包括沿著腔室209的管狀玻璃主體212、壓配入玻璃管212的一端且還 接納針205的端件或前帽216、和壓配在玻璃主體212的另一端上且具有可變形的外唇211 的、具有環(huán)形截面的帽部或后凸緣203。柱塞頭210是整體的實心主體，通常由聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 或填充聚苯酯的聚四氟乙烯構成，其帶有向后開口的插口 215，插口可變形以接納位于適配 器250的柱塞桿260端部上的包括互補頭261的插頭(圖11)。插口可以具有周緣，其咬合 在周緣上，但變形以允許在足夠的軸向力下分離。適配器250(圖11)包括兩件式中央細長柱塞桿260，其下端上有一體式插頭261， 用于如上所述地可分離地接合柱塞頭210。桿260在其另一端具有尺寸和構型類似于注射 器部件100端件132的端件232 它也可分離地與柱塞連接器60相接合，從而柱塞連接器 60和柱塞桿有效地形成擴大的柱塞連接器，用于將驅動器402可操作地連接到一次性注射 器部件200的筒體202中的柱塞件210。適配器250還各有可相對滑動的內套筒件255和外套筒件257，內螺旋壓縮彈簧 265位于它們之間，內螺旋壓縮彈簧將套筒件255、257壓分至如此狀態(tài)，即在該狀態(tài)下，內 套筒件255上的頭256抵接外套筒件257上的封閉后凸緣258。
在這種狀態(tài)下，外套筒件257中的、鄰近其下端的底切內周向槽268緊接地位于內 套筒件255的下端之下，因而能夠咬合注射器筒體后凸緣203的可變形唇211。在適配器的 后端或頂端，內套筒件255的管狀軸延伸件266在其外端具有與端部裝配件120同樣外形 的端部裝配件200，用于類似地將聯(lián)接機構20與支架600相接合。注射器部件200可以通過使外套筒件257的下端面抵接圍繞注射器部件的止擋 (例如支架600的板620 (圖1))與適配器250脫離。拾取頭300所施加的向下力將使內套 筒件255壓靠后凸緣203，使其與底切槽268脫離它將會掉下，通常進入下方的棄用容器。代替用于接合圖2和圖3的注射器設備的端部裝配件和端件232的具體構型，適 配器可以具有替代的、例如如圖13所示的端部構型220’，用于安裝在其它自動取樣系統(tǒng) 上。圖14示出了作為替代的適配器250’，在該適配器中，相對于圖11的適配器的相似 的部件用相似的帶撇號的附圖標記來表示。為了將一次性注射器200’接附到適配器250’， 注射器被壓靠在注射器的注射機構282，這壓縮彈簧284。一旦注射機構到達臺肩286，外套 筒257’被迫向下經(jīng)過開槽的離合機構281上。離合機構281的離合爪將注射器筒體緊密 地保持就位。柱塞桿260’被迫向下進入柱塞頭210’?，F(xiàn)在可以如前所述地使用注射器。 為了使注射器200’脫離，聯(lián)接機構需要移動到丟棄臺620。在該位置，柱塞驅動器向上移 動，使柱塞頭210’向上移動到注射機構282的撞擊面287。在該處，柱塞桿260’繼續(xù)收回， 這樣一來，柱塞頭210’從柱基桿260’上移除。一旦柱塞頭210’已被分離，使適配器機構 250’向下移動，直至外套筒257’的面280撞擊支座600的上表面。繼續(xù)迫使適配器機構 250’克服彈簧283力向下。該動作解除作用于離合機構281的離合爪的力，注射器200’被 注射機構282主動推離開聯(lián)接機構250’，該注射機構282承受由壓縮彈簧284作用于其上 的彈簧力。注射機構282經(jīng)過臺肩286并阻擋離合機構281的離合爪閉合，因此允許新的 一次性注射器200’再被插入。圖15示出了本發(fā)明的第二實施例，在該實施例中，聯(lián)接機構500與一次性注射器 部件900直接接合。在該實施例中，注射器部件900基本上類似于一次性注射器200，但在 細節(jié)上不同。相似的部件用相似的附圖標記表示，除了起始用9取代2。注射器部件900 (圖16)包括圍繞內腔909的筒體902、從筒體902的閉合端伸出 從而流體可以被吸入腔室909中或通過該針從腔室排出的空心針905和柱塞頭910。柱塞 頭可在腔室909中密封滑動，以將流體抽吸入針905中或者通過針將流體排出。筒體902包括沿腔室903的管狀主體912和具有環(huán)形橫截面的帽部903，該帽部咬 合在主體912上，從而限定出在這兩部分之間的邊界處內部環(huán)形臺肩903。帽部903的外部 具有背離針的環(huán)形臺肩907和鄰近外倒角遠端908的槽901。柱塞頭910是一體的實心主體，通常由聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 或填充聚苯酯的聚四氟乙烯構成，其帶有向后開口的插口 915，其可變形以接納位于柱塞連 接器460端部上的呈雙截頭球體形狀的具有互補頭401的插頭。插口 915具有周緣913，其 咬合于周緣上(圖18，右視圖)，但變形以允許在足夠的軸向力下脫離。為說明該實施例，圖1中的陣列205包括多個一次性注射器部件900。陣列205位 于多軸自動取樣機100上，便于用取樣機的控制器800從瓶700中抽吸樣本，該控制器被編 程來自動執(zhí)行一系列動作。拾取頭300被控制器800移動到一次性部件900的陣列上并且在Z軸上降低，從而柱塞連接器460插入并接合一次性部件900中的柱塞頭910。與此同 時，當柱塞連接器460插入柱塞910時，系統(tǒng)500的兩件式互鎖套筒501 (圖17)接納一次 性部件200的筒體902帽部903，并且在注射器筒體套筒930上的洞929中的多個彈簧加載 球928與一次性部件的互補槽901互鎖接合(見圖15)。球928被軸向可動環(huán)932保持就 位，軸向可動環(huán)偏斜地支承球928，自身被螺旋彈簧934接合而向內偏壓這些球。球928被 斜面908回推，然后掉到槽901中以完成兩個構件的聯(lián)接。圖15示出該組件。將可以看到互鎖套筒501的前端坐靠著筒體帽部903的臺肩 907，帽部903的遠端緊密滑動裝配在套筒930中。安裝好的注射器部件現(xiàn)在被控制器800移動到樣本瓶700的陣列。注射器部件 900在Z軸上降下，從而針905刺穿選定的瓶隔片710并且行進足夠的距離以進入瓶中容 納的樣本的彎液面之下。自動取樣機的獨立的W軸控制器操作驅動器402，使柱塞連接器 460縮回，因而使柱塞頭910縮回，從而以預定的速率和體積將樣本吸入所連接的一次性部 件900。在這種情況下，被吸入的樣本的體積僅接觸一次性部件的這些結構-空心針905、 筒體902和柱塞頭910。樣本現(xiàn)在被分配到多個優(yōu)選構件，例如獨立的樣本瓶、混合瓶或分 析儀。一旦樣本已被分配，拾取頭300移到廢棄臺/支架600。一次性注射部件200的移 除遵循以下兩個步驟通過將筒體帽903上的撞擊面907抵靠支架600的舌狀部610并位于其下，將一 次性部件200放置在固定位置610下方?？刂破魇故叭☆^在Z軸上移動，隨著撞擊面907 與用作互補止擋的舌狀部610接合，迫使結構200和500脫離開。盡管結構200和500脫離聯(lián)接，但是一次性部件仍連接到柱塞頭910處的柱塞連 接器460。拾取頭300在+Z軸方向上的連續(xù)移動現(xiàn)在將柱塞頭910縮回到與由環(huán)形臺肩 903a限定的臺肩的接合當中。柱塞驅動器402的任何進一步移動將會導致分離，從而導致 一次性部件自由落入廢棄系統(tǒng)600下的廢料箱。在丟棄時，柱塞頭910仍在構件200中。此步驟現(xiàn)在可針對每個樣本700用新的一次性注射器部件200重復。在一個變化方案(未示出)中，任何所示的注射器可通過在筒體102、202、902 (例 如作為多孔塞、涂層或過濾器)或針(例如作為插入件、涂層柱或可互換的筒)中加入固相 材料而適用于固相微萃取(SPME)分析。固相材料例如可以是硅基材料、分子印跡聚合物、 聚二甲基硅氧烷或者聚苯乙烯_ 二乙烯苯。
1權利要求
一種注射器安裝設備，包括主體；位于主體上的聯(lián)接機構，其具有用于接納注射器部件的筒體的殼體和可分離地接合筒體并由此可換地保持注射器部件的機構；柱塞連接器，其相對所述殼體定位，用于在該注射器部件被所述聯(lián)接機構可換地保持時將柱塞驅動器可操作地連接到注射器部件的筒體中的柱塞件，所述柱塞連接器包括用于以允許所述柱塞驅動器實現(xiàn)所述筒體中的柱塞件縱向往復運動以將流體吸入注射器部件中或將流體從其中排出的方式可分離地接合所述柱塞件的機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的注射器安裝設備，其特征是，所述聯(lián)接機構包括套筒和被該 套筒保持而與注射器部件筒體上的相匹配的構型接合的第一可彈性回縮構件或構型。
3.根據(jù)權利要求2所述的注射器安裝設備，其特征是，所述第一可彈性回縮構件包括 多個彈簧加載球。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的注射器安裝設備，其特征是，還包括鎖住所述構件或構型 以防縮回并從而鎖住被接合在所述聯(lián)接機構中的筒體的機構。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述的注射器安裝設備，其特征是，其與具有呈柱塞頭形式的 所述柱塞件的注射器部件一起使用，其中所述柱塞連接器還包括細長柱塞，其布置成通過 聯(lián)接機構縱向往復運動并且處于注射器部件的筒體中，該柱塞具有頭部，該頭部包括在所 述筒體中具有用于可分離地接合所述柱塞頭的所述機構。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的注射器安裝設備，其特征是，其與具有從所述筒 體突出的柱塞件的注射器部件一起使用，其中所述柱塞連接器包括用于接納所述柱塞件的 殼體和可分離地接合柱塞件的機構。
7.根據(jù)權利要求6所述的注射器安裝設備，其特征是，可分離地接合柱塞件的所述機 構包括套筒組件和位于該套筒組件中的與柱塞件上的相匹配的構型相接合的第二可彈性 回縮構件或構型。
8.根據(jù)權利要求7所述的注射器安裝設備，其特征是，所述第二可彈性回縮構件包括 多個彈性加載球。
9.根據(jù)權利要求6至8中任一項所述的注射器安裝設備，其特征是，所述聯(lián)接機構包括 適配器，該適配器具有被所述聯(lián)接機構可互換地接納并可分離地接合的第一部分、和與注 射器部件的筒體可分離地接合并且太小以至于不能被所述聯(lián)接機構可互換地保持的第二 部分，所述適配器具有縱向延伸以供所述柱塞件和/或柱塞連接器貫穿其中的腔室。
10.根據(jù)權利要求9所述的注射器安裝設備，其特征是，其與具有呈柱塞頭形式的所述 柱塞件的注射器部件一起使用，其中所述柱塞連接器還包括安裝在該適配器腔室中的細長 柱塞，其布置成通過聯(lián)接機構縱向往復運動并且位于注射器部件的筒體中，該柱塞頭具有 頭部，該頭部在筒體中具有用于可分離地接合所述柱塞頭的所述機構。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的注射器安裝設備，其特征是，所述適配器包括可相對滑 動的內套筒件和外套筒件，它們被設置為當套筒件中的一個抵靠止擋時，套筒件中的另一 個的運動有效地使被保持的注射器部件的筒體與所述一個套筒件中的構型分離。
12.根據(jù)權利要求9、10或11所述的注射器安裝設備，其特征是，該適配器的第一部分 是可換的，用于其它注射器安裝構型。
13.一種注射器系統(tǒng)，包括具有所述柱塞驅動器并且支承根據(jù)權利要求1至12中任一 項所述的注射器安裝設備以便在工作空間中橫向和豎直運動的結構，還包括可編程或被編 程以便可選擇地實現(xiàn)所述運動、以便操作柱塞驅動器和可選擇地接合和分離連續(xù)的注射器 部件的控制機構。
14.根據(jù)權利要求13所述的注射器系統(tǒng)，其特征是，包括多個可重復使用的注射器部 件，其被所述聯(lián)接機構可分離地接合并因此被所述聯(lián)接機構可換地保持。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的注射器系統(tǒng)，與分析儀相組合。
16.根據(jù)權利要求15所述的組合，其特征是，所述分析儀是氣相色譜儀、液相色譜儀、 質譜儀中的一種或多種，或者它們的兩種或多種的任意組合。
17.根據(jù)權利要求13至16中任一項所述的注射器系統(tǒng)，其特征是，包括多個一次性注 射器部件，其被所述聯(lián)接機構可分離地接合并因此被可換地保持，其中每個一次性注射器 部件包括注射器筒體；從該筒體的一端伸出的空心針；在該筒體中密封滑動用于將流體吸入針中或通過該針將流體排出的注射器柱塞頭；和在該柱塞頭上可分離地與柱塞接合以驅動該柱塞頭在該筒體中滑動的機構。
18.根據(jù)從屬于權利要求1至6中任一項的權利要求14所述的注射器系統(tǒng)，其特征是， 其包括多個均組裝好的一次性注射器部件和一個或多個適配器，每個適配器具有被所述聯(lián) 接機構可換地接納和可分離地接合的第一部分、和與一次性注射器部件的筒體可分離地接 合的第二部分，所述適配器具有縱向延伸以便所述柱塞件和/或柱塞連接器貫穿其中的腔 室。
19.根據(jù)權利要求18所述的注射器系統(tǒng)，其特征是，所述適配器的第一部分是可互換 的，用于其它注射器安裝構型。
20.根據(jù)權利要求18或19所述的注射器系統(tǒng)，其特征是，所述適配器包括可相對滑動 的內套筒件和外套筒件，它們設置為當套筒件中的一個抵靠止擋時，套筒件中的另一個的 運動有效地使被保持的注射器部件的筒體與所述一個套筒件中的構型分離。
21.一種注射器設備，包括一個或多個一次性注射器部件，每個一次性注射器部件包括注射器筒體、從該筒體的 一端伸出的空心針和可在該筒體中密封滑動以將流體吸入針中或通過針將流體排出的注 射器柱塞頭；注射器拾取頭，包括縱向往復運動以驅動柱塞頭在筒體中滑動的至少一個柱塞；和將所述一次性注射器部件可分離地接合到所述注射器拾取頭的機構，其中該柱塞與該 柱塞頭相匹配地驅動接合。
22.根據(jù)權利要求21所述的注射器設備，其特征是，所述柱塞頭與柱塞之間的可分離 接合借助在其中一個上的優(yōu)選柱塞頭上的插口部和在另一個上的互補的插頭部來實現(xiàn)。
23.根據(jù)權利要求22所述的注射器設備，其特征是，接合與分離使該插口部和該插頭 部中一個或另一個或兩者的變形是必須的。
24.根據(jù)權利要求21至23中任一項所述的注射器設備，其特征是，接合與分離使得咬 合動作是必須的。
25.根據(jù)權利要求21至24中任一項所述的注射器設備，其特征是，一次性注射器部件 的筒體包括止擋，該止擋設置成當柱塞頭通過柱塞的移動在筒體中被相對收回時該止擋被 該柱塞頭撞擊，從而實現(xiàn)柱塞頭與柱塞的分離。
26.根據(jù)權利要求21至25中任一項所述的注射器設備，其特征是，還包括用于將注射 器拾取頭與一次性注射器部件的筒體可分離地連接的聯(lián)接機構。
27.根據(jù)權利要求26所述的注射器設備，其特征是，所述聯(lián)接機構包括套筒和被該筒 體保持且與一次性注射器部件的筒體上的相匹配的構型接合的第一可彈性回縮構件或構 型。
28.根據(jù)權利要求27所述的注射器設備，其特征是，所述第一可彈性回縮構件包括多 個彈性加載球。
29.根據(jù)權利要求27或28所述的注射器設備，其特征是，還包括鎖定所述構件或構型 以防止縮回并由此鎖定接合入所述聯(lián)接機構中的筒體的機構。
30.根據(jù)權利要求21至29中任一項所述的注射器設備，其特征是，所述一次性注射器 部件具有撞擊面，該撞擊面可與臺階或類似物相接合，從而當注射器拾取頭相對該止擋收 回時，實現(xiàn)一次性注射器部件與注射器拾取頭的分離。
31.根據(jù)權利要求21至30中任一項所述的注射器設備，其特征是，所述注射器拾取頭 為自動取樣機的移動頭，其可編程或被編程以使該頭運動，從而選擇性地接合和分離連續(xù) 的一次性注射器部件。
32.—種注射器設備，包括殼體；可縱向往復運動地安裝的突伸的柱塞；在該殼體上接納一次性注射器部件并與之可分離地接合的機構，一次性注射器部件包 括注射器筒體、從筒體一端伸出的空心針和在筒體中密封滑動以抽吸流體進入該針中或通 過該針將流體排出的注射器柱塞頭；其中，所述柱塞和所述可分離接合如此配置，即該柱塞與柱塞頭相匹配地驅動接合。
33.一種一次性注射器部件，包括注射器筒體；從筒體的一端伸出的空心針；在筒體中密封滑動以將流體吸入針中或通過該針將流體排出的注射器柱塞頭；和在該殼體上與柱塞頭可分離地接合以驅動所述柱塞頭在筒體中滑動的機構。
34.根據(jù)權利要求33所述的一次性注射器部件，其特征是，所述柱塞頭具有可變形以 接納柱塞的端部構型的插口部。
35.根據(jù)權利要求33或34所述的一次性注射器部件，其特征是，所述一次性注射器部 件的筒體包括止擋，該止擋設置成當柱塞頭通過柱塞移動而在筒體中相對收回時，該止擋 被該柱塞頭撞擊，從而實現(xiàn)柱塞頭與柱塞分離。
36.根據(jù)權利要求33至35中任一項所述的一次性注射器部件，其特征是，所述一次性 注射器部件具有撞擊面，該撞擊面能被臺階或類似物接合，從而當注射器安裝設備相對該 止擋收回時，實現(xiàn)一次性注射器部件與注射器安裝設備分離
37.根據(jù)權利要求33至36中任一項所述的一次性注射器部件，其特征是，所述一次性注射器部件的筒體由選自以下組的材料構成硼硅玻璃、聚丙烯、乙縮醛樹脂或類似物，一 次性注射器部件的注射器柱塞頭由選自以下組的材料所構成聚四氟乙烯(特氟隆)、超高 分子量聚乙烯和填充聚苯酯的聚四氟乙烯。
38.根據(jù)權利要求33至37中任一項所述的一次性注射器部件，其特征是，還包括位于 筒體和空心針中的一個或兩者中的固相材料，以適應固相微萃取分析。
39.根據(jù)權利要求38所述的一次性注射器部件，其特征是，所述固相材料是注射器筒 體和/或空心針中的多孔塞、涂層或過濾器中的一種或多種。
40.一種注射器部件，包括 注射器筒體；從筒體的一端伸出的空心針；可在筒體中密封滑動以將流體吸入針中或通過針將流體排出的注射器柱塞； 在注射器筒體上的構型，該構型與聯(lián)接機構可分離地接合以傳遞注射器部件；和 在柱塞上的構型，該構型與柱塞可分離地接合，以驅動柱塞在筒體中滑動，而注射器筒 體與所述聯(lián)接機構相接合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種注射器安裝設備，包括主體(25，300)和該主體上的聯(lián)接機構(20)，該聯(lián)接機構具有接納注射器部件的筒體的殼體(22)和可分離地接合筒體并因此可換地保持注射器部件的機構(28)。柱塞連接器(60)相對殼體設置成，當注射器部件可換地被聯(lián)接機構保持時將柱塞驅動器可操作地連接到注射器部件的筒體中的柱塞件。柱塞連接器包括以如此方式可分離地接合柱塞件的機構(74)，即允許柱塞驅動器實現(xiàn)筒體中的柱塞件縱向往復運動以將流體吸入注射器部件中或將流體從其中排出。還公開了帶有接合結構的注射器系統(tǒng)、一次性注射器部件和注射器部件。
文檔編號A61M5/31GK101896821SQ200880111186
公開日2010年11月24日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權日2007年10月10日
發(fā)明者B·A·肖克羅夫特, J·M·L·湯普森, M·D·沃德爾, R·塞拉 申請人:Sge分析科學私人有限公司