[发明专利]铰接装置、具有所述铰接装置的显微操纵器装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是用于显微操纵器装置的、用于引导构件相对运动到目标位置的铰接装置、涉及一种具有所述铰接装置的显微操纵器装置、并且涉及一种使用所述铰接装置或所述显微操纵器装置的方法。

背景技术

就显微操纵器装置而言，这种铰接装置用于将第一构件例如带有工具的工具保持器与第二构件例如机动化的移动装置的滑动件联接成可动的、例如可枢转的。

显微操纵器装置在它们的构件的运动和定位期间要求高级别的精度。显微操纵可提供对人造物体诸如微系统或毫微系统及其构件的操纵。它可特别涉及对生物学物体诸如活细胞或微生物的操纵。这两种使用领域都要求在将操纵工具例如毛细管、探针或电极布置在期望操作位置时的高级别的可靠性和精度，在所述期望操作位置机械地操纵通常很微小的物体。

现有类型的铰接装置特别有益于供细胞生物学和分子生物学工作站使用，在细胞生物学和分子生物学工作站中，使用者必须将显微操纵工具诸如毛细管保持器快速和精确地布置在目标位置或必须再次将它们快速地从所述目标位置移开。在此类工作站处，例如，诸如卵胞浆内单精子注射技术(ICSI)和胚胎干细胞(ES细胞)在胚囊中的转移技术的方法被执行，其中，需要对用于显微操纵器装置中的构件在最小的空间中的定位和运动进行精确控制。

在所述背景中，特别希望提供一种可有效和方便地操作的铰接装置，借助于该铰接装置，可精确和快速地使待移动的构件例如显微操纵器装置的工具、特别是毛细管或致动器末端进入目标位置——或离开所述位置；在该目标位置，例如毛细管末端或另一工具布置在显微镜或摄像头的透镜视野内。与执行细胞操纵时的通常的方法步骤相关的是在细胞处理期间在短时间内将工具例如毛细管保持器中的毛细管从目标位置移出以便例如为了其它目的(例如更换用于生物细胞的生长介质、添加物质等)或为了更换该工具而释放该工具。此后以尽可能精确的方式使工具移动回到目标位置。

显微操纵器装置通常具有用于手动定位的枢转接头(pivot joint)，使得通过使操纵器臂沿细胞方向枢转来达到已经相对接近操纵位置的目标位置，在所述操纵位置处工具与细胞接触。这种枢转接头的一个示例为德国汉堡的Eppendorf AG(埃佩朵夫股份公司)于2012年以名称NK 2(订单号5188000.012)出售的显微操纵器的铰接接头。该铰接接头的用途是将工具保持器从铰接接头缩进的目标位置移出并转移到铰接接头伸出的、适合于工具更换的位置。所有公知的铰接装置所产生的问题在于，一旦工具已枢转，便无法再次以期望精度再现铰接装置的目标位置。在公知的铰接装置中，绝对有必要执行另外的调节步骤以再次将毛细管末端与细胞一起定位在透镜视野内。特别是在使毛细管末端从显微镜的透镜视野中枢转出来为频繁重复的中间步骤时，花费在人力上的时间和金钱相应较高。

特别希望精确地到达目标位置以致不需要重新调节显微镜的放大级。目标位置应该优选地足够精确以致至少使工具末端移动到显微镜的透镜视野内。因此，能够避免耗时的调节步骤。

发明内容

本发明的目标是提供一种能借助其以重复的方式精确地设定目标位置的铰接装置，并提供一种具有所述铰接装置的、可方便地操作的显微操纵装置及其使用方法。

本发明通过根据权利要求1的铰接装置、以及根据权利要求11的显微操纵器装置及其根据权利要求13的使用方法来实现。优选的开发方案特别为从属权利要求的目标。

本发明涉及一种特别是用于显微操纵器装置的、用于引导构件相对运动到目标位置的铰接装置、特别涉及一种用于显微操纵器装置的枢转接头装置，该铰接装置至少具有一个第一部件、一个第二部件和一个第三部件，其中第一部件和第二部件一起连接成可动的，以执行第一相对运动，其中第二部件和第三部件一起连接成可动的，以执行第二相对运动，该铰接装置至少具有一个第一止挡装置和一个第二止挡装置，其中借助于第一止挡装置第一相对运动被阻挡在第一止挡位置，在该第一止挡位置处第一部件和第二部件沿第一方向彼此碰撞(撞击，压紧，impact)，其中借助于第二止挡装置第二相对运动被阻挡在第二止挡位置，在该第二止挡位置处第二部件和第三部件沿第二方向彼此碰撞，该铰接装置至少具有一个第一固定装置和一个第二固定装置，其中第一部件和第二部件借助于第一固定装置克服沿负的第一方向定向的释放力保持在第一止挡位置，直至所述释放力超过第一固定力，其中第二部件和第三部件借助于第二固定装置克服沿负的第二方向定向的释放力保持在第二止挡位置，直至所述释放力超过第二固定力，并且其中组合止挡位置可设定为所述目标位置，在所述目标位置处，存在第一止挡位置和第二止挡位置两者。