用于改善液体处理的系统和方法
阅读说明：本技术 用于改善液体处理的系统和方法 (System and method for improved liquid handling ) 是由 G·霍拉克 S·沙米 A·若尔丹 G·若尔丹 于 2019-08-08 设计创作，主要内容包括：一种液体处理系统和方法包括液体处理装置和端头盒,该液体处理装置具有多个移液头,该端头盒具有用于能够移除地附接至移液头的多个端头。在将该移液头插入该端头中期间,杠杆机构接合该液体处理装置和端头盒,以减小所需的插入力。(A liquid processing system and method includes a liquid processing device having a plurality of pipetting heads and a tip cassette having a plurality of tips for removably attaching to the pipetting heads. A lever mechanism engages the liquid handling device and tip cassette during insertion of the pipetting head into the tip to reduce the required insertion force.)
技术领域
本公开涉及化学、生物和生化过程或反应领域。更具体地，本公开公开了用于在上述领域中处理液体的改进的系统和方法。
背景技术
液体处理过程在生物学、生物化学和化学领域中对于进行实验、特别是体外实验非常重要。
通常，本文使用“液体处理器”或“液体处理装置”来描述能够从源消耗品中抽吸样品并将相同样品(或等分试样)分配到目标消耗品中的任何装置。具体地，我们将被设计成在典型地由液体处理用户识别和构造的各种消耗品中执行液体处理(如上文所定义)的那些系统识别为通用液体处理器。通用液体处理器的一些示例是贝克曼库尔特公司(BeckmanCoulter Biomek)、TECAN Evo、Qiagen Qiacube、Andrew Alliance Andrew机器人、机械手动移液管或电子液体处理移液管。所有现有的液体处理器的特征可在于放置消耗品的工作台空间以及将样品从一个或多个源消耗品输送到一个或多个目标消耗品的“液体处理头”。在上述示例中，手动移液管(或其一部分)均可被认为是液体处理器或液体处理头(用户和实验室工作台是液体处理器的一部分)。更狭义地，我们将柔性液体处理器定义为液体处理设备，该液体处理设备被设计成服务不严格预定义的液体处理步骤，这些步骤可能在序列、顺序、长度方面或未严格预定义的消耗品之间不时变化。由柔性液体处理器执行的过程被定义为柔性液体处理过程。
术语“消耗品”在本文中被定义为液体或悬浮液的任何容器，例如但不限于管、微管、真空采血管、管阵列、所有尺寸的微板、微芯片、培养皿、条和类似物。术语“端头”在本文中用来描述可物理地附接至液体处理头并且被设计用于在抽吸步骤和分配步骤之间临时储存液体的特定消耗品。用于液体处理的端头通常旨在作为流体与液体处理装置之间的能够移除或永久性界面。在具体实施方式中，端头可旨在容纳由液体处理器抽吸和分配的流体。当端头单次使用时(通常用于防止污染)，端头可被认为是一次性端头，并且当端头多次重复使用时，端头可被认为是永久性端头。端头的特征典型地在于下孔，从而允许从其开口表面抽吸样品，并且通过相同的孔口分配所收集的液体。在两个步骤期间，通过在一个液体表面上在下压力的作用下将液体保持在端头中并利用液体粘度和表面张力特性，将液体保持在端头内。
由于液体处理是生命科学和诊断领域中最重复和最广泛的活动之一，因此液体处理方法的任何改进在工业活动中具有显著影响，并且可导致显著的成本节约和质量改进。例如，将样品从一个消耗品输送到另一个消耗品的动作暴露出在输送期间样品损失的风险，因为抽吸和分配装置可被最佳地设计用于抽吸和分配的目的，而不是用于在输送期间隔离样品的目的：即在底部具有孔的塑料端头的情况。在一些情况下，例如在PCR扩增之前的分子生物学应用中，运输期间单个分子的损失可能具有样品污染的后果：在一些应用中(例如，在法医学中)，后果可能是灾难性的。
另外，移液头的复杂度和复杂性随时间推移显著增加：一些移液头可包括同步或独立操作的8、12、16、96或384个同时抽吸和分配通道。此类头变得非常重，使得此类头在消耗品上的精确且快速的运动可对机械结构带来重大挑战，该机械结构必须相应地设定大小和尺寸。
液体处理器中越来越多的通道另外增加了样品污染的风险。由于液体处理器通常从它们与空气接触的顶部表面抽吸和分配液体，因此它们在它们的底部区域中具有暴露的孔口：因此，不能排除液体滴落、气溶胶和蒸气分散的可能性。
术语“对接”在本文中用来描述物理地连接物体或从物体断开连接的动作。对接可通过机械手段或通过非材料手段，例如通过力场的作用来实现。对于给定的液体处理操作，能够移除的端头对接在液体处理器的移液头上。将移液头附接至能够移除的端头可能需要大量的力。为了解决这种情况，已使用了各种解决方案，包括磁系统和有源系统。这可导致复杂得多的系统，从而导致更重且更昂贵的液体处理系统。
发明内容
在本公开的一个方面，本主题技术提供了一种简化的液体处理系统以及相关的液体处理方法，该液体处理系统使用机械杠杆以放大输入力而减少了将移液头连接到端头所需的插入。
在本公开的一个方面，本主题技术涉及一种具有液体处理装置的液体处理系统，该液体处理装置具有多个移液头。端头盒具有被构造用于能够移除地附接至移液头的多个端头。杠杆机构被构造成在使液体处理装置沿着中心轴线在端头盒的方向上移动以将所述端头附接至所述移液头的过程期间接合液体处理装置和端头盒。该杠杆机构包括第一杠杆臂和第二杠杆臂。该第一杠杆臂附接至靠近中心轴线的第一支点，从该中心轴线向外延伸，并且终止于第一臂端部。该第二杠杆臂附接至靠近中心轴线的第二支点，从该中心轴线向外延伸，并且终止于第二臂端部。该杠杆机构被构造成接收来自液体处理装置的靠近第一支点和第二支点的力，该第一杠杆臂和该第二杠杆臂施加相反的力以将端头盒和液体处理装置推到一起。
在本公开的一个方面，该第一杠杆臂和该第二杠杆被构造成通过由第一臂端部和第二臂端部接合端头盒的周边的相对侧以朝向液体处理装置推动端头盒来施加相反的力。该第一杠杆臂和该第二杠杆臂可包括凸缘，该第一杠杆臂和该第二杠杆臂被构造成通过使端头盒的周边的凸缘与第一杠杆臂和第二杠杆臂的凸缘接合来施加相反的力。该端头盒的周边可包括在端头盒的第一侧上的第一周边构件和在端头盒的相对侧上的第二周边构件。该杠杆机构可被构造成使得当杠杆机构施加相反的力时，第一臂端部接合第一周边构件并且第二臂端部接合第二周边构件。
在本公开的一个方面，该第一杠杆臂和该第二杠杆臂被构造成通过由第一臂端部和第二臂端部接合液体处理装置的周边的相对侧以朝向端头盒推动液体处理装置来施加相反的力。该液体处理装置的周边可包括在液体处理装置的第一侧上的第一周边构件和在液体处理装置的相对侧上的第二周边构件。该杠杆机构可被构造成使得当杠杆施加相反的力时，第一臂端部接合第一周边构件并且第二臂端部接合第二周边构件。该第一周边构件和该第二周边构件可各自包括钩，并且第一臂端部和第二臂端部可以是圆柱形的。该第一臂端部可被构造成通过使圆柱形第一臂端部在第一周边构件的钩内移动来接合第一周边构件。该第二臂端部可被构造成通过使圆柱形第二臂端部在第二周边构件的钩内移动来接合第二周边构件。
在本公开的一个方面，该液体处理装置包括弹性部件，该弹性部件被构造成在将移液头插入端头中期间挠曲，以在端头上均匀地施加力。
在本公开的一个方面，该端头盒包括弹性部件，该弹性部件被构造成在将移液头插入端头中期间挠曲，以在端头上均匀地施加力。
在本公开的一个方面，本主题技术涉及一种用于在液体处理期间连接部件的方法。提供了一种具有多个移液头的液体处理装置。提供了一种端头盒，该端头盒具有被构造用于能够移除地附接至移液头的多个端头。该液体处理装置和该端头盒沿着中心轴线对准。使杠杆机构沿着中心轴线定位，以在使液体处理装置沿着中心轴线在端头盒的方向上移动以将所述端头附接至所述移液头的过程期间接合液体处理装置和端头盒。该杠杆机构包括第一杠杆臂，该第一杠杆臂附接至靠近中心轴线定位的第一支点，从该中心轴线向外延伸，并且终止于第一臂端部。该杠杆机构还包括第二杠杆臂，该第二杠杆臂附接至靠近中心轴线定位的第二支点，从该中心轴线向外延伸，并且终止于第二臂端部。通过使液体处理装置沿着中心轴线移动以靠近第一支点和第二支点施加力来将端头附接至移液头，使得第一杠杆臂和第二杠杆臂施加相反的力以将端头盒和液体处理装置推到一起。
在本公开的一个方面，在将端头附接至移液头的步骤期间，通过由第一臂端部和第二臂端部接合端头盒的周边的相对侧以朝向液体处理装置推动端头盒来施加相反的力。在一些实施方案中，在将端头附接至移液头的步骤期间，通过使端头盒的周边的凸缘与第一杠杆臂和第二杠杆臂的凸缘接合来施加相反的力。在一些实施方案中，在将端头附接至移液头的步骤期间，杠杆机构通过将端头的第一侧面上的第一周边构件与第一臂端部接合并将端头盒的相对侧面上的第二周边构件与第二臂端部接合来施加相反的力。
在本公开的一个方面，在将端头附接至移液头的步骤期间，通过由第一臂端部和第二臂端部接合液体处理装置的周边的相对侧以朝向端头盒推动液体处理装置来施加相反的力。在一些实施方案中，在将端头附接至移液头的步骤期间，杠杆机构通过将液体处理装置的第一侧上的第一周边构件与第一臂端部接合并且将液体处理装置的相对侧上的第二周边构件与第二臂端部接合来施加相反的力。第一周边构件和第二周边构件各自可包括钩，并且第一臂端部和第二臂端部可以是圆柱形的。在一些实施方案中，在将端头附接至移液头的步骤期间，使圆柱形第一臂端部在第一周边构件的钩内移动，并且使圆柱形第二臂端部在第二周边构件的钩内移动。
在本公开的一个方面，在将端头附接至移液头的步骤期间，液体处理装置的弹性部件挠曲以在端头上均匀地施加力。
在本公开的一个方面，在将端头附接至移液头的步骤期间，端头盒的弹性部件挠曲以在端头上均匀地施加力。
附图说明
图1是根据本主题技术的液体处理系统的前视图。
图2是处于不同位置的图1的液体处理系统的前视图。
图3是图2的液体处理系统的另一个视图。
图4是处于不同位置的图1的液体处理系统的前视图。
图5a至图5c是根据本主题技术的处于不同位置的液体处理系统的不同实施方案的前视图。
图6是图5a至图5c的液体处理系统的前视图，示出了施加的力。
图7a是图5a至图5c的液体处理系统的端头盒的透视图。
图7b是图5a至图5c的液体处理系统的透视图。
图7c至图7d是处于不同位置的图5a至图5c的液体处理系统的前视图。
图7e至图7f是处于不同位置的图5a至图5c的液体处理系统的端头盒的前视图。
图8是图5a至图5c的液体处理系统的液体处理装置的前视图。
图9是图5a至图5c的液体处理系统的前视图，示出了未对准的液体处理装置和端头盒。
具体实施方式
中，端头可旨在容纳由液体处理器抽吸和分配的流体。当端头单次使用时(通常用于防止污染)，端头可被认为是一次性端头，并且当端头多次重复使用时，端头可被认为是永久性端头。端头的特征典型地在于下孔，从而允许从其开口表面抽吸样品，并且通过相同的孔口分配所收集的液体。在两个步骤期间，通过在一个液体表面上在下压力的作用下将液体保持在端头中并利用液体粘度和表面张力特性，将液体保持在端头内。
由于液体处理是生命科学和诊断领域中最重复和最广泛的活动之一，因此液体处理方法的任何改进在工业活动中具有显著影响，并且可导致显著的成本节约和质量改进。例如，将样品从一个消耗品输送到另一个消耗品的动作暴露出在输送期间样品损失的风险，因为抽吸和分配装置可被最佳地设计用于抽吸和分配的目的，而不是用于在输送期间隔离样品的目的：即在底部具有孔的塑料端头的情况。在一些情况下，例如在PCR扩增之前的分子生物学应用中，运输期间单个分子的损失可能具有样品污染的后果：在一些应用中(例如，在法医学中)，后果可能是灾难性的。
另外，移液头的复杂度和复杂性随时间推移显著增加：一些移液头可包括同步或独立操作的8、12、16、96或384个同时抽吸和分配通道。此类头变得非常重，使得此类头在消耗品上的精确且快速的运动可对机械结构带来重大挑战，该机械结构必须相应地设定大小和尺寸。
液体处理器中越来越多的通道另外增加了样品污染的风险。由于液体处理器通常从它们与空气接触的顶部表面抽吸和分配液体，因此它们在它们的底部区域中具有暴露的孔口：因此，不能排除液体滴落、气溶胶和蒸气分散的可能性。
术语“对接”在本文中用来描述物理地连接物体或从物体断开连接的动作。对接可通过机械手段或通过非材料手段，例如通过力场的作用来实现。对于给定的液体处理操作，能够移除的端头对接在液体处理器的移液头上。将移液头附接至能够移除的端头可能需要大量的力。为了解决这种情况，已使用了各种解决方案，包括磁系统和有源系统。这可导致复杂得多的系统，从而导致更重且更昂贵的液体处理系统。
发明内容
在本公开的一个方面，本主题技术提供了一种简化的液体处理系统以及相关的液体处理方法，该液体处理系统使用机械杠杆以放大输入力而减少了将移液头连接到端头所需的插入。
在本公开的一个方面，本主题技术涉及一种具有液体处理装置的液体处理系统，该液体处理装置具有多个移液头。端头盒具有被构造用于能够移除地附接至移液头的多个端头。杠杆机构被构造成在使液体处理装置沿着中心轴线在端头盒的方向上移动以将所述端头附接至所述移液头的过程期间接合液体处理装置和端头盒。该杠杆机构包括第一杠杆臂和第二杠杆臂。该第一杠杆臂附接至靠近中心轴线的第一支点，从该中心轴线向外延伸，并且终止于第一臂端部。该第二杠杆臂附接至靠近中心轴线的第二支点，从该中心轴线向外延伸，并且终止于第二臂端部。该杠杆机构被构造成接收来自液体处理装置的靠近第一支点和第二支点的力，该第一杠杆臂和该第二杠杆臂施加相反的力以将端头盒和液体处理装置推到一起。
在本公开的一个方面，该第一杠杆臂和该第二杠杆被构造成通过由第一臂端部和第二臂端部接合端头盒的周边的相对侧以朝向液体处理装置推动端头盒来施加相反的力。该第一杠杆臂和该第二杠杆臂可包括凸缘，该第一杠杆臂和该第二杠杆臂被构造成通过使端头盒的周边的凸缘与第一杠杆臂和第二杠杆臂的凸缘接合来施加相反的力。该端头盒的周边可包括在端头盒的第一侧上的第一周边构件和在端头盒的相对侧上的第二周边构件。该杠杆机构可被构造成使得当杠杆机构施加相反的力时，第一臂端部接合第一周边构件并且第二臂端部接合第二周边构件。
在本公开的一个方面，该第一杠杆臂和该第二杠杆臂被构造成通过由第一臂端部和第二臂端部接合液体处理装置的周边的相对侧以朝向端头盒推动液体处理装置来施加相反的力。该液体处理装置的周边可包括在液体处理装置的第一侧上的第一周边构件和在液体处理装置的相对侧上的第二周边构件。该杠杆机构可被构造成使得当杠杆施加相反的力时，第一臂端部接合第一周边构件并且第二臂端部接合第二周边构件。该第一周边构件和该第二周边构件可各自包括钩，并且第一臂端部和第二臂端部可以是圆柱形的。该第一臂端部可被构造成通过使圆柱形第一臂端部在第一周边构件的钩内移动来接合第一周边构件。该第二臂端部可被构造成通过使圆柱形第二臂端部在第二周边构件的钩内移动来接合第二周边构件。
在本公开的一个方面，该液体处理装置包括弹性部件，该弹性部件被构造成在将移液头插入端头中期间挠曲，以在端头上均匀地施加力。
在本公开的一个方面，该端头盒包括弹性部件，该弹性部件被构造成在将移液头插入端头中期间挠曲，以在端头上均匀地施加力。
在本公开的一个方面，本主题技术涉及一种用于在液体处理期间连接部件的方法。提供了一种具有多个移液头的液体处理装置。提供了一种端头盒，该端头盒具有被构造用于能够移除地附接至移液头的多个端头。该液体处理装置和该端头盒沿着中心轴线对准。使杠杆机构沿着中心轴线定位，以在使液体处理装置沿着中心轴线在端头盒的方向上移动以将所述端头附接至所述移液头的过程期间接合液体处理装置和端头盒。该杠杆机构包括第一杠杆臂，该第一杠杆臂附接至靠近中心轴线定位的第一支点，从该中心轴线向外延伸，并且终止于第一臂端部。该杠杆机构还包括第二杠杆臂，该第二杠杆臂附接至靠近中心轴线定位的第二支点，从该中心轴线向外延伸，并且终止于第二臂端部。通过使液体处理装置沿着中心轴线移动以靠近第一支点和第二支点施加力来将端头附接至移液头，使得第一杠杆臂和第二杠杆臂施加相反的力以将端头盒和液体处理装置推到一起。
在本公开的一个方面，在将端头附接至移液头的步骤期间，通过由第一臂端部和第二臂端部接合端头盒的周边的相对侧以朝向液体处理装置推动端头盒来施加相反的力。在一些实施方案中，在将端头附接至移液头的步骤期间，通过使端头盒的周边的凸缘与第一杠杆臂和第二杠杆臂的凸缘接合来施加相反的力。在一些实施方案中，在将端头附接至移液头的步骤期间，杠杆机构通过将端头的第一侧面上的第一周边构件与第一臂端部接合并将端头盒的相对侧面上的第二周边构件与第二臂端部接合来施加相反的力。
在本公开的一个方面，在将端头附接至移液头的步骤期间，通过由第一臂端部和第二臂端部接合液体处理装置的周边的相对侧以朝向端头盒推动液体处理装置来施加相反的力。在一些实施方案中，在将端头附接至移液头的步骤期间，杠杆机构通过将液体处理装置的第一侧上的第一周边构件与第一臂端部接合并且将液体处理装置的相对侧上的第二周边构件与第二臂端部接合来施加相反的力。第一周边构件和第二周边构件各自可包括钩，并且第一臂端部和第二臂端部可以是圆柱形的。在一些实施方案中，在将端头附接至移液头的步骤期间，使圆柱形第一臂端部在第一周边构件的钩内移动，并且使圆柱形第二臂端部在第二周边构件的钩内移动。
在本公开的一个方面，在将端头附接至移液头的步骤期间，液体处理装置的弹性部件挠曲以在端头上均匀地施加力。
在本公开的一个方面，在将端头附接至移液头的步骤期间，端头盒的弹性部件挠曲以在端头上均匀地施加力。
附图说明
图1是根据本主题技术的液体处理系统的前视图。
图2是处于不同位置的图1的液体处理系统的前视图。
图3是图2的液体处理系统的另一个视图。
图4是处于不同位置的图1的液体处理系统的前视图。
图5a至图5c是根据本主题技术的处于不同位置的液体处理系统的不同实施方案的前视图。
图6是图5a至图5c的液体处理系统的前视图，示出了施加的力。
图7a是图5a至图5c的液体处理系统的端头盒的透视图。
图7b是图5a至图5c的液体处理系统的透视图。
图7c至图7d是处于不同位置的图5a至图5c的液体处理系统的前视图。
图7e至图7f是处于不同位置的图5a至图5c的液体处理系统的端头盒的前视图。
图8是图5a至图5c的液体处理系统的液体处理装置的前视图。
图9是图5a至图5c的液体处理系统的前视图，示出了未对准的液体处理装置和端头盒。
具体实施方式
本主题技术克服了现有技术中与液体处理系统和方法相关联的许多问题。通过以下结合阐述了本发明代表性实施方案的附图对某些优选实施方案进行的详细描述，本文所公开的系统和方法的优点和其他特征对于本领域的普通技术人员而言将变得更加显而易见。类似的附图标号在本文中用于表示类似的零件。此外，表示诸如“上”、“下”、“远侧”和“近侧”的取向的词语仅用于帮助描述部件相对于彼此的位置。例如，零件的“上”表面仅意在描述与同一零件的“下”表面分开的表面。任何表示取向的词语都不用于描述绝对取向(即，其中“上”零件必须总是在顶部)。
本文的主题描述了使用简化的被动设计解决方案来减小附接消耗品端头所需的力的系统和方法。减小力的效用在于，通过减小液体处理器框架上的应力，有可能产生较轻的系统(可施加大于八个液体处理器的竖直向下的插入力)和较简单且较廉价的液体处理器。
本主题技术基于放大输入力的机械杠杆的原理。机械增益是根据以下定律实现的：
F输出＝F输入*l输入/l输出＝F输入*η
在以上公式中，F输出和F输入分别为输出力和输入力，l输出和l输入为这些力和支点之间的垂直距离，并且η为杠杆的机械增益。
现在参见图1至图4，示出了根据本主题技术的液体处理系统100。液体处理系统100包括液体处理装置102，该液体处理装置包括多个移液头104。端头盒106包括多个消耗品端头(未清楚地示出)，这些消耗品端头可以能够移除地附接至移液头以移液，以用于在化学、生物或生物化学实验等中临时储存和分配液体。通常，液体处理装置102沿着中心轴线“a”移动到端头盒106中，并且通过力“F”压入端头盒106中，以使移液头104附接至端头。
在此过程期间，杠杆机构108接合液体处理装置102和端头盒106。杠杆机构108包括两个杠杆臂110a、110b(整体为110)。每个杠杆臂110固定在中心轴线“a”附近的中心位置处，第一杠杆臂110a从第一支点112a延伸以围绕铰链114a旋转，并且第二杠杆臂110b从第二支点112b延伸以围绕铰链114b旋转。施加在支点112a、112b(整体为112)处的力迫使两个支点112沿着中心轴线“a”向下，从而引起杠杆臂110的旋转。随着杠杆臂110旋转，杠杆臂端部116a、116b(整体为116)由于杠杆作用而向上移位的距离小于支点112向下移动的距离。杠杆臂端部116a、116b接合端头盒106的周边118的相对侧，并且由于杠杆臂110的旋转动作而提供与向下的力“F”相反的力。在所提供的示例中，端头盒106的周边118包括凸缘120a、120b，这些凸缘分别接合第一端部116a和第二端部116b上的凸缘。由杠杆臂110施加到端头盒106的周边118的相反的力促使端头盒106和液体处理装置102集合在一起，使得端头可附接至移液头104。以这种方式，随着液体处理装置102向下推动支点112一定距离，通过分配施加在支点112处的力“F”穿过端部116，杠杆机构108减少了将移液头104附接至端头所需的力的量。即使当向下的力“F”小于在没有杠杆机构108的情况下将端头附接至吸头104通常所需的力时，这也允许端头容易地附接至移液头104。
具体地，图1表示在液体处理装置102移动到端头盒106中并且首先与杠杆机构108接合之前或之时处于第一位置的液体处理系统100。随着力“F”将液体处理装置102压入端头盒106中，将力“F”在支点112附近(也就是说，在中心轴线“a”附近)施加到杠杆机构108。力“F”向下推动支点至图2所示的位置，在该位置处，移液头104首先接合端头盒106内的端头。这使得杠杆臂的端部116向上移动并接合端头盒106的周边118。在所示的示例中，杠杆臂110围绕固定外铰链122枢转，该固定外铰链可附接至液体处理装置102或其他固定结构以形成杠杆机构108的杠杆作用。如图3所示，由于支点铰链114和外铰链122之间的距离“D1”大于外铰链122与杠杆臂端部116同端头盒周边118之间的接合点之间的距离“D2”，因此向端头盒106施加的向上的力大于向下的力“F”。因此，由于杠杆机构108所提供的机械增益，由杠杆臂110施加到周边118的向上的力增加。最终，在图4所示的位置中，液体处理装置102已移动到最终位置，在该最终位置处，移液头104完全位于端头盒106内，使得端头已各自附接至对应的移液头104。
现在参见图5至图9，示出了根据本主题技术的液体处理系统200的第二实施方案。通常，液体处理系统200可包括与液体处理系统100的部件类似的部件，并且根据类似的过程和原理运作，除非本文另外描述。系统100和系统200之间的主要区别在于杠杆机构108在端头盒106的外部，而杠杆机构208整合在端头盒206内。通常，根据本主题技术的杠杆机构可在端头盒和/或液体处理装置中的任一者或两者中实现，或者作为任一者之外的单独装置实现。
仍然参见图5至图9，与系统100一样，液体处理装置202包括多个移液头204，并且端头盒206包括多个消耗品端头224，该消耗品端头可以能够移除地附接至移液头204以移液，以用于在化学、生物或生物化学实验等中临时储存和分配液体。系统200包括具有两个杠杆臂210a、210b(整体为210)的杠杆机构208。每个杠杆臂210在中心枢轴214a、214b(整体为214)处固定在端头盒206内的中心位置处，以随着由液体处理装置202施加力而围绕支点212a、212b(整体为212)枢转，如下文更详细地描述。
在系统200中，液体处理装置202包括主体202a和转接器部分202b。转接器部分202b配有钩，该钩被优化以有利于杠杆臂端部216a、216b(整体为216)的接合。如图5a所示，随着液体处理装置202朝向端头盒206移动，转接器部分202b的钩围绕臂端部216移动。随着移液头204接触端头224，钩围绕臂端部216的外部缠绕并连接到臂端部216，使得来自臂端部216的向下的力将向转接器部分202b施加向下的力，从而将液体处理装置202和端头盒206推到一起。随着液体处理装置202继续向下移动以将端头224固定在移液头204上，杠杆臂210被迫进入水平位置，并且臂端部216完全连接到转接器部分202b的钩并向其施加向下的力。
除了与杠杆机构208一起工作之外，钩还改善了移液头204相对于端头224的孔的侧向对准，从而允许移液管头204更可再现地插入在端头224内。钩的形状和尺寸可被优化以引导移液管头204在端头224内的定位，并确保在一个或两个维度上的所需侧向定位。此外，钩可被设计成充当用于移液管头204在端头224内的相对竖直位移的机械止动件，以确保最合适的竖直位置。在一个实施方案中，钩中的一个或多个钩配备有一个或多个压力传感器以测量被施加用于插入端头224的力。当所测量的力不同于最佳插入力时，系统200可根据需要采用校正装置，诸如对用户的警报或进行机械限制或增加力的装置。
现在参见图6，向下的“F输入”箭头表示来自液体处理装置202的所施加的力，随着移液管头204与端头224接触，该力通过端头盒206施加到杠杆机构208。由杠杆机构208的响应所产生的相反的力由向下的“F输出”箭头示出，该箭头由作用于转接器部分202b上的杠杆臂端部216产生。更具体地，由臂端部216抵靠转接器部分202b施加“F输出”力，以将液体处理装置202和端头盒206推到一起，以用于将端头224附接至移液管头204。
现在参见图7a至图7b，分别示出了根据本主题技术的不具有和具有液体处理装置202的系统200。所示示例中的杠杆臂端部216是圆柱形形状，以与处理装置202的转接器部分202b的弓形钩接合。随着液体处理装置202朝向端头盒206移动，转接器部分202b的钩围绕臂端部216的外侧移动，然后围绕臂端部216闭合并接合臂端部，如上所讨论的。
现在参见图7c至图7f，示出了杠杆机构208的操作。图7c示出了在杠杆机构208接合液体处理装置202之前的初始位置。随着液体处理装置202朝向端头盒206移动，转接器部分202b的钩围绕圆柱形杠杆臂端部216移动，如图7d所示。来自处理装置202的向下的力“F”使得端头盒206的中心部分向下移动(即，从图7e的位置移动到图7f的位置)。这继而导致杠杆机构208的动作，其中杠杆臂端部216向下拉在转接器部分202b的钩上，以将液体处理装置202和端头盒206推到一起。
现在参见图8，示出了根据本主题技术的液体处理装置202，其中转接器部分202b的细节被清楚地示出。具体地，转接器部分202b包括外部支撑构件226和钩228。外部支撑构件226围绕装置主体202a的外部附接以将钩228保持就位。在钩228围绕杠杆臂端部216移动之后，外部支撑构件226可被操纵以使钩朝向中心轴线“a”移动以包围并连接到杠杆臂端部216。
现在参见图9，示出了系统200的另一个实施方案，其中液体处理装置202和端头盒未对准。这可导致在插入期间移液管头204与端头224之间的未对准(图9中未清楚地示出)。为了避免这一问题，系统200可包括在液体处理装置202、端头盒206或两者中实现的弹性部件。弹性部件的变形或移位补偿了液体处理装置202和端头盒206之间可能的倾斜角“b”。这确保了来自液体处理装置202的力更均匀地施加在端头224上，使得所有端头224都经受类似的施加力。附加地或替代地，可实施端头盒206的竖直机械运动的附加自由度以确保液体处理装置202和端头盒206之间的垂直度。
本文所示的部件的所有取向和布置仅以举例的方式使用。此外，相关领域的普通技术人员应当理解，在另选的实施方案中，若干元件的功能可由更少的元件或单个元件来执行。类似地，在一些实施方案中，任何功能元件可执行比相对于所示实施方案所述的那些操作更少或不同的操作。另外，出于说明目的而被示出为不同的功能元件可结合在特定实施方式中的其他功能元件内。
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