CN101275864A - 液体体积的重力体积确定设备和方法及含设备的分析系统 - Google Patents

液体体积的重力体积确定设备和方法及含设备的分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液体体积的重力体积确定设备和方法及含设备的分析系统。用于液体体积的重力体积确定的设备。设备包括其具有使用在临床诊断分析器系统内的用于保持样本或试剂容器的标准架的形状和尺寸的壳体(11)，且如下部件包含在所述的壳体内：用于重力体积确定的测力计(12)，用于接收待以所述的测力计称重的液体的称重容器(13)，为所述的称重容器遮蔽了空气流动的防风物(14)，防止装载到所述的称重容器内的液体蒸发的蒸发捕集器(15)，用于分别在所述的壳体内的预先确定的点处感测温度、空气压力和湿度的温度传感器、空气压力传感器和湿度传感器，和用于处理由所述的测力计和由所述的传感器输送的电输出信号的电子处理单元。

Description

液体体积的重力体积确定设备和方法及含设备的分析系统
技术领域
本发明涉及用于液体体积的重力体积确定的设备和方法。
本发明进一步涉及包括以上所述的类型的设备的分析器系统。
背景技术
在临床和分子化学领域中，例如在如同临床化学分析器系统和分子临床诊断分析器系统的临床诊断分析器系统中，需要以足够的精确度测量在微升且甚至在纳升范围内的非常小的液体体积，例如用于标定作为以上所述类型的分析器系统的整体部分的自动移液设备。为此目的，重力体积确定是优选的方法。此类型的常规方法要求大量手工处理且因此是费时的。这特别是因为用于进行重力体积确定所需的多种器械不是例如现代自动临床诊断分析器系统的自动系统的部分，而在该现代自动临床诊断分析器系统中，进行生物样本分析所需的大多数操作目前高度自动化且要求非常少的手工处理步骤。例如，在常规的重力体积确定的情况中，每个待称重的液体体积必须手工地移液到特殊称重仪器的称重容器内，对过程的控制和评估重力体积确定结果由与称重仪器连接的计算机执行，且为将称重结果转化为确定得到体积，相关的温度、空气压力和湿度数据必须在进行分析器系统的自动液压设备标定前手工输入到计算机。相关的温度、空气压力和湿度数据可能取决于分析器系统所处的位置处的特定的环境条件在相对宽的范围内变化。此外，因为分析器系统的位置和环境可能时时改变，所以不能假定相关的温度、空气压力和湿度数据具有稳定的值。
用于进行重力体积确定的常规装置的进一步的缺点是所要求的附加器械必须位于分析器器械周围且因此增加了分析器运行所要求的空间尺寸。此外，进行重力体积确定所要求的附加的常规器械的尺寸使得它们不能位于分析器器械内。
特别地，在临床诊断分析器系统制造中的质量控制和这样的系统的现场试验要求大量的重力体积确定以用于以上所述的标定目的。另外，自动移液设备的周期性标定必须通过对已安装且在运行中的分析器系统的重力体积确定进行。因此，存在大体上降低用于在已存在的且也在将来的自动临床诊断分析器系统中的这样的确定的所需要的手工工作量和时间量的需要。
发明内容
本发明的第一目的因此是提供用于进行重力体积确定的设备和方法，该设备和方法使得可以大体上降低用于在已存在的和将来的自动临床诊断分析器系统中标定自动移液设备所要求进行的可靠的重力体积确定所要求的手工工作量和时间量。
本发明的第二目的是提供包括用于进行根据本发明的方法的设备的诊断分析器系统。
根据本发明的第一方面，以上所述的第一目的通过由权利要求1限定的设备和由权利要求7限定的方法实现。权利要求2至权利要求6限定了根据本发明的设备的优选实施例。
根据本发明的第三方面，以上所述的第二目的通过由权利要求8限定的诊断分析器系统实现。
以根据本发明的设备获得的主要优点是，这样的设备适合于合并到已存在的或将来的诊断分析器中。根据本发明的设备是分析器器械的内置部件。根据本发明的设备因此使得可以将进行可靠的重力体积确定所需的技术装置整合到已存在的和将来的自动临床诊断分析器系统内，且因此大体上降低了在这样的分析器内用于通过重力体积确定来进行自动移液设备的可靠标定所要求的时间和工作。这是因为所有以上所述的用于进行重力体积确定的常规方法的手工步骤被自动地执行，例如将液体移液到称重容器内以分析器的自动移液设备执行，且必需的温度、空气压力和湿度数据通过作为根据本发明的设备的部分的传感器获得，且这样的数据直接地传送到也作为根据本发明的设备的部分的用于数据处理的电子单元。以根据本发明的设备，在临床诊断分析器系统中的重力体积确定因此以最小的要求的手工工作自动地执行。因此，现有的临床诊断分析器系统的效率得以改进，因为消除了由缓慢进行的常规重力体积确定导致的延迟。此外，将根据本发明的设备合并到临床诊断分析器系统内保护了用于重力体积确定的精密仪器不受外部干扰且因此获得了更可靠的测量结果。
附图说明
现在将根据本发明的优选实施例参考附图描述本发明。阐明这些实施例以帮助理解本发明，但这些实施例不解释为限制性的。
图1示出了根据本发明的设备的实施例的示意性顶视图。
图2示出了沿图1示出的实施例的长度对称轴的示意性截面视图。附图中使用的参考数字
11    壳体
12    测力计/称重单元
13    称重容器
14    防风物
15    蒸发捕集器
16    电子处理单元
17    电池
21    温度传感器
22    温度传感器元件
23    温度传感器元件
31    空气压力传感器
32    空气压力传感器元件
33    空气压力传感器元件
41    湿度传感器
42    湿度传感器元件
43    湿度传感器元件
51    RS232接口连接
52    USB接口连接
53    蓝牙接口连接
61    识别条形码标签
具体实施方式
在下文中描述根据本发明的用于液体体积的重力体积确定的设备和方法的优选实施例以及包括根据本发明的设备的临床诊断分析器。
根据本发明的设备的例子
在下文中参考附图描述根据本发明的用于液体体积的重力体积确定的设备的优选实施例。
为根据本发明的设备选择的结构基于如下事实，即每个分析器系统具有至少一个用于保持样本或试剂容器的标准架，此架具有指定的形状和尺寸，且系统包括用于接收这样的至少一个架的区。
如通过图1和图2示出，这样的设备包括壳体11，壳体11具有与使用在临床诊断分析器系统中用于保持样本或试剂的标准架相同的形状和尺寸。在优选实施例中，壳体11的尺寸不超过如下值：长度＝415毫米，宽度＝36毫米，和高度＝90毫米。根据本发明的设备的结构因此使得可以在减小很多的空间内容纳进行重力体积确定所要求的所有部件，该空间比用于此目的的常规器械所占据的空间小得多。
如在图1和图2中示出，如下部件容纳在壳体11内：
用于重力体积确定的测力计12(也称为称重单元)，
用于接收待以测力计12称重的液体的称重容器13，
为称重容器13遮蔽了空气流动的防风物14，
防止装载到称重容器13内的液体蒸发的蒸发捕集器15，
用于分别在壳体11内的预先确定的点处感测温度、空气压力和湿度的温度传感器21、空气压力传感器31和湿度传感器41，和
用于处理由测力计12和由传感器21、31、41输送的电信号的电子处理单元16。
电子处理单元16具有例如USB、蓝牙和RS-232的接口连接。
由图1和图2示出的设备包括将测力计12和传感器21、31、41连接到电子处理单元16的所有必需的电连接，但这些连接在图1和图2中未示出。
在优选的实施例中，测力计12例如是用于在从0至5克范围内的重量的5位数字测力计。这样的测力计适合于在纳升和微升范围内的重力体积确定。
在优选的实施例中，温度传感器21包括用于感测称重容器13的温度的传感器元件22和用于感测防风物14内的温度的传感器元件23。
在优选的实施例中，空气压力传感器31包括用于感测防风物14内的空气压力的传感器元件32和用于感测蒸发捕集器15内的空气压力的传感器元件33。
在优选的实施例中，湿度传感器41包括用于感测防风物14内的湿度的传感器元件42和用于感测蒸发捕集器15内的湿度的传感器元件43。
在优选的实施例中，壳体11进一步包括可充电电池17，以供给测力计12和电子处理单元16的运行所要求的电能。
根据本发明的设备的优选实施例进一步包括接附到壳体11的一侧的外表面的识别条形码标签61。
通过图1和图2示出的设备的运行基本上如下。此设备定位在临床诊断分析器系统内的类似于其内提供为接收用于样本的架或用于试剂的架的位置的位置。以分析器的自动移液设备将其体积待确定的一定量的液体自动移液到称重容器13内，且在称重步骤完成后通过相同的自动移液设备从称重容器13移除该液体。分别由传感器21、31、41获得的代表了温度、空气压力和湿度数据的电输出信号以及以测力计12获得的代表了称重结果的输出信号每个直接传送到电子处理单元16。电子处理单元16考虑到所有以上所述的参数(温度、空气压力、湿度)计算出对应于测量的称重结果的体积，且提供对应于计算出的体积值的输出信号到临床诊断分析器系统的电子数据处理单元。对计算出的体积值的显示和/或进一步的处理由临床诊断分析器系统中可利用的合适的装置进行。
根据本发明的方法的例子
通过以上所述的根据本发明的设备执行的对液体体积的重力体积确定的方法的例子包括如下步骤：
(a)将待称重的液体样本引入到测力计12内，且将由测力计12生成的输出信号传送到电子处理单元16，所述的输出信号代表了所述的样本的重量，
(b)以温度传感器21测量测力计12的环境温度且将由此传感器生成的输出信号传送到电子处理单元16，
(c)以空气压力传感器31测量测力计12的环境空气压力且将由此传感器生成的输出信号传送到电子处理单元16，
(d)以湿度传感器41测量测力计12的环境湿度且将由此传感器生成的输出信号传送到电子处理单元16，
(e)在电子处理单元16中处理根据步骤(a)至步骤(d)生成的输出信号，所述的处理包括计算对应于以测力计12测量的液体样本的重量的液体样本体积。
优选地，在步骤(a)中引入液体样本包括：
(a1)以临床诊断分析器内的自动移液设备抽吸待称重的液体样本，和
(a2)以移液设备将所述的样本输送到测力计12。
根据本发明的方法的优选实施例包括如下附加的步骤：
(1)使测力计12适应环境，
(2)评估测力计12的环境的温度、空气压力和湿度的测量值，
(3)以液体填充蒸发捕集器15，
(4)以标定器液体填充称重容器，
(5)测量和评估防风物14内部内的温度、空气压力和湿度，
(6)计算和评估每时间间隔的蒸发率，
(7)当条件(包括温度、空气压力和湿度)在可接受的极限内时开始测量，
(8)从称重容器移液或移液到称重容器内，
(9)同时记录所有测量值(重量、温度等)，
(10)计算结果(选择地实时计算结果)：体积＝(重量)*密度系数。
根据本发明的分析器系统的例子
其中使用了根据本发明的设备的诊断分析器系统的例子包括至少一个用于接收样本和/或试剂容器的标准架和用于接收至少一个这样的架的区。因为根据本发明的设备具有其形状和尺寸与分析器的样本和/或试剂架的形状和尺寸相同的壳体，所以根据本发明的设备适合于在另外可用于分析器的标准样本和/或试剂架的位置处安装在分析器内。
根据本发明的设备的优选的使用的例子(多个例子)
如下是一些根据本发明的方法和设备的优选的使用的例子：
●以任意重复率或任何重复率的对移液量的一次性自由检验。
●用于检验通过在其正常使用领域使用的仪器移液的体积精度的自动标定过程的执行。
●完全地或部分地自动确定移液参数。
●研究不同液体的移液行为。
虽然本发明的优选实施例已使用特定的术语描述，但这样的描述仅用于图示目的，且应理解的是可以进行改变和变化而不偏离如下的权利要求书的精神或范围。

Claims (9)

1.一种用于液体体积的重力体积确定的设备，包括：
(a)具有使用在临床诊断分析器系统内的用于保持样本或试剂容器的标准架的形状和尺寸的壳体(11)，
(b)如下部件包含在所述的壳体(11)内：
用于重力体积确定的测力计(12)，
用于接收待以所述的测力计(12)称重的液体的称重容器(13)，
为所述的称重容器(13)遮蔽了空气流动的防风物(14)，
防止装载到所述的称重容器(13)内的液体蒸发的蒸发捕集器(15)，
用于分别在所述的壳体(11)内的预先确定的点处感测温度、空气压力和湿度的温度传感器(21)、空气压力传感器(31)和湿度传感器(41)，和
用于处理由所述的测力计(12)和由所述的传感器(21、31、41)输送的电输出信号的电子处理单元(16)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述的测力计(12)是用于在纳升和微升范围内的重力体积确定的数字测力计。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中：
所述的温度传感器(21)包括用于感测所述的称重容器(13)的温度的传感器元件(22)和用于感测所述的防风物(14)内的温度的传感器元件(23)，
所述的空气压力传感器(31)包括用于感测所述的防风物(14)内的空气压力的传感器元件(32)和用于感测所述的蒸发捕集器(15)内的空气压力的传感器元件(33)，和
所述的湿度传感器(41)包括用于感测所述的防风物(14)内的湿度的传感器元件(42)和用于感测所述的蒸发捕集器(15)内的湿度的传感器元件(43)。
4.根据前述权利要求的任何项所述的设备，其特征在于，包含在所述的壳体(11)的所述的部件进一步包括供给所述的测力计(12)和所述的电子处理单元(16)的运行所要求的电能的电池(17)。
5.根据前述权利要求的任何项所述的设备，其特征在于，识别条形码标签(61)接附到所述的壳体(11)的一侧的外表面。
6.根据前述权利要求的任何项所述的设备，其特征在于，所述的壳体(11)的尺寸不超过如下值：长度＝415毫米，宽度＝36毫米，和高度＝90毫米。
7.一种用于以根据权利要求1所述的设备来重力体积确定液体体积的方法，所述的方法包括：
(a)将待称重的液体样本引入到测力计(12)内，且将由测力计(12)生成的输出信号传送到电子处理单元(16)，所述的输出信号代表了所述的样本的重量，
(b)以温度传感器(21)测量测力计(12)的环境温度且将由此传感器生成的输出信号传送到电子处理单元(16)，
(c)以空气压力传感器(31)测量测力计(12)的环境空气压力且将由此传感器生成的输出信号传送到电子处理单元(16)，
(d)以湿度传感器(41)测量测力计(12)的环境湿度且将由此传感器生成的输出信号传送到电子处理单元(16)，
(e)在电子处理单元(16)中处理根据步骤(a)至步骤(d)生成的输出信号，所述的处理包括计算对应于以测力计(12)测量的液体样本的重量的液体样本体积。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在步骤(a)中所述的引入液体样本包括：
(a1)以临床诊断分析器内的自动移液设备抽吸待称重的液体样本，和
(a2)以所述的移液设备将所述的样本输送到所述的测力计。
9.一种临床诊断分析器系统，其包括根据权利要求1至6的任何项所述的用于液体体积的重力体积确定的设备。
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