改進型樣品研磨器制造技術

珠磨均質器(100)包括：軸，具有沿著主軸線(32)延伸的主體(30)和沿著與主軸線(32)成銳角的連接軸線(36)延伸的遠側連接體(34)；馬達(20)，被配置為使軸圍繞主軸線(32)旋轉；頭部(60)，可旋轉地連接到軸的遠側連接體(34)；和夾具(62、64、66)，固定到頭部(60)并被配置為固定樣品小瓶支架(70、170、270、370、470)，樣品小瓶支架被配置為將一個或多個樣品小瓶固持在其中，其中，軸圍繞主軸線(32)的旋轉運動被轉換成頭部(60)在垂直于主軸線(32)的方向上的運動。還提供了樣品小瓶支架(470)，樣品小瓶支架具有限定在殼體內的內部通道網絡，冷卻劑可以通過內部通道網絡以控制設置在其中的小瓶的溫度。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】改進型樣品研磨器相關申請的交叉引用本申請要求于2018年11月13日提交的美國臨時專利申請號62/760,457的申請日的權益，所述美國臨時專利申請的公開內容由此通過引用并入本文。
技術介紹
本申請涉及一種相對小樣品體積的機械破碎工藝以及一種用于更高效破碎的更穩健的改進型系統。在樣品制備市場中，破碎、裂解或研磨(粉碎)樣品以用于進一步測試的常見方式是機械破碎。這些工藝的典型目標包括以下中的一項或多項：減小粒徑；通過使細胞破裂而便于提取(裂解)DNA和RNA、蛋白質、農藥和其他污染物(即金屬或RoHS材料)；樣品的均質化或混合。“珠磨”系統“研磨”并粉碎樣品，并使用鋼球或其他介質(如陶瓷或玻璃)使樣品破碎。在此工藝中，樣品以某種形式搖晃。傳統的“珠磨器”儀器通過在工藝期間在小瓶頂部和底部之間或者在鋼球或添加到小瓶中的其他介質之間壓碎或“磨”樣品來破碎/裂解樣品。取決于儀器的設計，由于介質壓靠樣品容器頂部和底部以及介質壓靠樣品容器側壁，一些樣品可能在介質之間發生裂解。此類珠磨器系統的速度通常在每分鐘500至4000轉的范圍內。這相當于每分鐘1000至8000次振蕩。大的滴定板破碎裝置的速度范圍為每分鐘500至1750轉。珠磨器產品中的運動是迫使球介質在小瓶的豎直高度或寬度范圍內來回移動的豎直運動或水平運動或者是使樣品和介質在樣品小瓶內來回渦旋的組合運動。選擇使用珠磨器取決于樣品小瓶尺寸、樣品尺寸和樣品特性。如種子、稻米、玉米粒、器官和纖維植物等強韌樣品通常需要更大、更重的球/介質，而如細菌、酵母菌和真菌等樣品使用較小的球/介質。如樹葉、土壤和植物材料等樣品通常需要對最佳裝置和介質尺寸進行一些調研。一些儀器包括用于在操作期間保持樣品冷卻的裝置。這包括在使用前將小瓶或滴定板與已冷卻的低溫塊接觸。與低溫塊相關的一些缺點是，由于它們用作散熱器而在使用期間無法維持特定的溫度，并且它們的初始溫度通常難以調節，有時對于某些樣品而言過冷。需要改進。雖然珠磨器已經成為用于樣品研磨的重要裝置，但是期望進一步的改進。
技術實現思路
本專利技術的第一方面是一種珠磨均質機，其包括：軸，具有沿著主軸線延伸的主體和沿著與主軸線成銳角的連接軸線延伸的遠側連接體；馬達，被配置為使軸圍繞主軸線旋轉；頭部，可旋轉地連接到軸的遠側連接體；和夾具，固定到頭部并被配置為固定樣品小瓶支架，樣品小瓶支架被配置為將一個或多個樣品小瓶固持在其中，其中，軸圍繞主軸線的旋轉運動被轉換成頭部在垂直于主軸線的方向上的運動。在根據第一方面的其他實施例中，軸的主體可以在軸的彎曲部或肘部與遠側連接體相交。遠側連接體可以設置在由頭部限定的內腔內。軸圍繞主軸線的旋轉運動還可以轉換成頭部的振蕩運動，使得頭部的最靠近軸的主體的端部朝向和背離軸的主體樞轉。夾具可以包括其中可以設置樣品小瓶支架的夾持底座、連接到夾持底座的夾持臂和連接到夾持底座的夾持閂鎖，其中，夾持閂鎖與夾持臂的接合將樣品小瓶支架固定到頭部。夾持臂可以樞轉地連接到夾持底座的一側，并且夾持閂鎖樞轉地連接到夾持底座的另一側。夾具可以被配置為接納多個不同配置的樣品小瓶支架。珠磨均質器還可以包括多個不同配置的樣品小瓶支架。不同配置的樣品小瓶支架可以包括以下中的至少兩個：第一樣品小瓶支架，僅具有用于固持一個小瓶的一個孔；第二樣品小瓶支架，僅具有用于固持兩個小瓶的兩個孔；第三樣品小瓶支架，僅具有用于固持三個小瓶的三個孔；第四樣品小瓶支架，僅具有用于固持四個小瓶的四個孔；第五樣品小瓶支架，僅具有用于固持五個小瓶的五個孔；第六樣品小瓶支架，僅具有用于固持六個小瓶的六個孔；和第七樣品小瓶支架，具有用于固持小瓶的至少一個孔和內部通道網絡，冷卻劑可以通過內部通道網絡以控制設置在其中的小瓶的溫度。珠磨均質器還可以包括限定內部通道網絡的樣品小瓶支架，冷卻劑可以通過內部通道網絡以控制設置在其中的小瓶的溫度。樣品小瓶支架可以包括限定空腔的殼體，空腔被配置為至少部分地封圍小瓶，并且內部通道網絡可以包括入口通道、與空腔相鄰的內部通道以及被連接用于冷卻劑流動的出口通道。樣品小瓶支架可以包括殼體以及支架插塞，殼體限定空腔，空腔被配置為至少部分地封圍小瓶，支架插塞設置在空腔中以相對于外部環境將空腔密封，支架插塞限定其中可以安置小瓶的空腔。在殼體的空腔的內表面和支架插塞的外表面之間可以限定空凹腔。內部通道網絡可以包括通向空凹腔的入口通道和離開空凹腔的出口通道，使得入口通道、空凹腔和出口通道限定通路，冷卻劑可以通過通路以控制設置在支架插塞中的小瓶的溫度。珠磨均質器還可以包括在頭部和馬達之間圍繞軸設置的第一軸承組件。頭部還可以包括圍繞軸的遠側連接體設置的第二軸承組件。馬達可以包括第三軸承組件。珠磨均質器還可以包括：速度測量盤，與軸的主體旋轉地連接，其中，速度測量盤在其周向外周上限定多個孔；和光學中斷器，具有兩個板，IR信號在這兩個板之間通過，其中，速度測量盤的周向外周設置在光學中斷器的板之間，使得孔橫穿IR信號的路徑。珠磨均質器還可以包括：處理器，接收對應于IR信號中斷的信號并且被配置為使用所述信號來計算軸的旋轉速度。樣品小瓶支架可以具有分別遮蓋小瓶的每個端面的面積的至少50％的端壁。軸圍繞主軸線的旋轉運動可以使遠側連接體旋轉，使得遠側連接體掃描出假想圓錐表面。軸圍繞主軸線的旋轉運動可以使頭部在假想圓錐表面上沿圓形路徑旋轉。本專利技術的第二方面是一種與珠磨均質器一起使用的樣品小瓶支架，其包括殼體，限定空腔，空腔被配置為至少部分地封圍小瓶；和內部通道網絡，限定在殼體內，冷卻劑可以通過內部通道網絡以控制設置在其中的小瓶的溫度。在根據第二方面的其他實施例中，內部通道網絡可以包括入口通道、與空腔相鄰的內部通道以及被連接用于冷卻劑流動的出口通道。樣品小瓶支架還可以包括：支架插塞，設置在空腔中以相對于外部環境將空腔密封，支架插塞限定其中可以安置小瓶的空腔。可以在殼體的空腔的內表面和支架插塞的外表面之間限定空凹腔。內部通道網絡可以包括通向空凹腔的入口通道和離開空凹腔的出口通道，使得入口通道、空凹腔和出口通道限定通路，冷卻劑可以通過通路以控制設置在支架插塞中的小瓶的溫度。樣品小瓶支架還可以包括被配置為遮蓋空腔的開口端的防護蓋。本專利技術的第三方面是一種珠磨機均質機，其包括：軸，具有沿著主軸線延伸的主體和沿著與主軸線成銳角的連接軸線延伸的遠側連接體；馬達，被配置為使軸圍繞軸的軸線旋轉并且包括第一軸承組件；頭部，可旋轉地連接到軸的遠側連接體，其中，頭部包括圍繞軸的遠側連接體設置的第二軸承組件；樣品小瓶支架，固定到頭部；和第三軸承組件，在頭部和馬達之間圍繞軸設置。本專利技術的其他方面涉及使用上述方面的方法，包括操作馬達以使軸圍繞其主軸線旋轉。附圖說明圖1是根據本專利技術的珠磨均質器的截面側視圖。圖2是圖1所示的珠磨器的透視圖。圖3至圖5是與圖1中所示的珠磨器結合使用的對于每種小瓶類型具有不同樣品支架的不同樣品小瓶尺寸的透視圖。圖6是圖1所示的珠磨器的樣品小瓶支架的分解視圖。...

【技術保護點】
1.一種珠磨均質器，包括：/n軸，所述軸具有沿著主軸線延伸的主體和沿著與所述主軸線成銳角的連接軸線延伸的遠側連接體；/n馬達，所述馬達被配置為使所述軸圍繞所述主軸線旋轉；/n頭部，所述頭部可旋轉地連接到所述軸的所述遠側連接體；和/n夾具，所述夾具固定到所述頭部并被配置為固定樣品小瓶支架，所述樣品小瓶支架被配置為將一個或多個樣品小瓶固持在其中，/n其中，所述軸圍繞所述主軸線的旋轉運動被轉換成所述頭部在垂直于所述主軸線的方向上的運動。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20181113 US 62/760,4571.一種珠磨均質器，包括：
軸，所述軸具有沿著主軸線延伸的主體和沿著與所述主軸線成銳角的連接軸線延伸的遠側連接體；
馬達，所述馬達被配置為使所述軸圍繞所述主軸線旋轉；
頭部，所述頭部可旋轉地連接到所述軸的所述遠側連接體；和
夾具，所述夾具固定到所述頭部并被配置為固定樣品小瓶支架，所述樣品小瓶支架被配置為將一個或多個樣品小瓶固持在其中，
其中，所述軸圍繞所述主軸線的旋轉運動被轉換成所述頭部在垂直于所述主軸線的方向上的運動。


2.根據權利要求1所述的珠磨均質器，其中，所述軸的所述主體在所述軸中的彎曲部或肘部與所述遠側連接體相交。


3.根據權利要求1所述的珠磨均質器，其中，所述遠側連接體設置在由所述頭部限定的內腔內。


4.根據權利要求1所述的珠磨均質器，其中，所述軸圍繞所述主軸線的旋轉運動還被轉換成所述頭部的振蕩運動，使得所述頭部的最靠近所述軸的所述主體的端部朝向和背離所述軸的所述主體樞轉。


5.根據權利要求1所述的珠磨均質器，其中，夾具包括夾持底座、連接到所述夾持底座的夾持臂和連接到所述夾持底座的夾持閂鎖，其中，在所述夾持底座內能夠設置樣品小瓶支架，所述夾持閂鎖與所述夾持臂的接合將所述樣品小瓶支架固定到所述頭部。


6.根據權利要求5所述的珠磨均質器，其中，所述夾持臂樞轉地連接到所述夾持底座的一側，并且所述夾持閂鎖樞轉地連接到所述夾持底座的另一側。


7.根據權利要求1所述的珠磨均質器，其中，所述夾具被配置為接收多個不同配置的樣品小瓶支架。


8.根據權利要求7所述的珠磨均質器，還包括多個不同配置的樣品小瓶支架。


9.根據權利要求8所述的珠磨均質器，其中，所述不同配置的樣品小瓶支架包括以下中的至少兩個：
第一樣品小瓶支架，僅具有用于固持一個小瓶的一個孔；
第二樣品小瓶支架，僅具有用于固持兩個小瓶的兩個孔；
第三樣品小瓶支架，僅具有用于固持三個小瓶的三個孔；
第四樣品小瓶支架，僅具有用于固持四個小瓶的四個孔；
第五樣品小瓶支架，僅具有用于固持五個小瓶的五個孔；
第六樣品小瓶支架，僅具有用于固持六個小瓶的六個孔；和
第七樣品小瓶支架，具有用于固持小瓶的至少一個孔和內部通道網絡，冷卻劑能夠通過所述內部通道網絡以控制設置在所述內部通道網絡中的小瓶的溫度。


10.根據權利要求1所述的珠磨均質器，還包括限定內部通道網絡的樣品小瓶支架，冷卻劑能夠通過所述內部通道網絡以控制設置在所述內部通道網絡中的小瓶的溫度。


11.根據權利要求10所述的珠磨均質器，其中，所述樣品小瓶支架包括限定空腔的殼體，所述空腔被配置為至少部分地封圍小瓶，并且其中，所述內部通道網絡包括入口通道、與所述空腔相鄰的內部通道以及被連接用于冷卻劑流動的出口通道。


12.根據權利要求10所述的珠磨均質器，其中，所述樣品小瓶支架包括殼體以及支架插塞，所述殼體限定空腔，所述空腔被配置為至少部分地封圍小瓶，所述支架插塞設置在所述空腔中以將所述空腔相對于外部環境密封，所述支架插塞限定其中能夠安置小瓶的空腔。


13.根據權利要求12所述的珠磨均質器，其中，在所述殼體的所述空腔的內表面和所述支架插塞的外表面之間限定空凹腔。


14.根據權利要求13所述的珠磨均質器，其中，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W·S·斯魯特爾，G·金，E·史密斯，L·安德森史密斯，J·迪斯塔比勒，G·科恩，A·貝克，
申請(專利權)人：斯佩克斯樣品加工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國;US