CN101356008B - 用于样本液体的光度测量方法、光度测量装置以及用于光度测量装置的混合容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于光度测量装置的混合容器(1)，该混合容器包括可从充注孔(3)移去的封闭元件(2)以及位于混合容器(1)内部(4)的第一液体(5)，混合容器(1)包括计量元件(8)，在移去封闭元件(2)和添加样本液体之后，计量元件(8)可放置在混合容器(1)的充注孔(3)上，计量元件(8)在封闭的中空空间(9)内含有第二液体(13)。根据本发明，计量元件(8)内的中空空间(9)被可移动的塞子(10)封闭，一旦第二液体(13)经受加压，该可移动的塞子(10)就连同第二液体(13)排放到混合容器(1)内部。

Description

用于样本液体的光度测量方法、光度测量装置以及用于光度测量装置的混合容器
技术领域
本发明涉及一种用于光度测量装置的混合容器，混合容器包括可从充注孔中移去的封闭元件和位于混合容器内的第一液体，混合容器包括计量元件，在移去封闭元件和添加样本液体之后，该计量元件可放置在混合容器的充注孔上，而计量元件在闭合中空空间内含有第二液体。本发明还涉及对混合有第一和第二液体的样本液体进行光度测量的方法，第一液体存在于密封的混合容器内，而第二液体存在于计量元件内，以及还涉及实施该光度测量方法的光度测量装置。
背景技术
在许多医学检验中，首先需要使待测量的样本与第一液体接触，以便调节该样本，准备样本以作测量，或启动第一化学的或生物的反应。在第二步骤中，添加第二液体以使待确定的样本的分析物转移到适于进行光度测量的稳定状态，或启动第二化学的或生物的反应。例如，在所谓的CRP测量(C反应蛋白)中，其用来区分病毒性发炎还是细菌性发炎，血样本与消溶剂混合，其后，添加乳剂并进行混合，借助于光度计测量化学反应。
对于基本自动的光度测量，公知有各种复杂的自动分析仪，分析仪在取样圆盘中接纳多个取样管，另外反应剂圆盘设置有相应的各种反应剂。借助于包括旋转臂的移液管装置，预定的各种反应剂被计量后加到样本中。诸如取样圆盘、反应剂圆盘和移液管装置的各个部件的复杂的移动顺序需要借助于步进电动机进行控制。样本与反应剂混合后的反应结果通常用光度方式在各自独立的测量工位中进行测量。如此的系统例如可从US4,965,049A和WO93/20450 A1中得以了解。这些装置的缺点在于液体搬运很复杂，因为不同的样本和反应剂液体需要借助于试管和移液管装置从其储存地方运送到接纳容器。还需要使用自动的清洗系统，以避免样本和反应剂液体在装置内任何的移动。
从WO 2005/071388A1中可了解取样和测量元件，它由几个圆柱形隔间组成，隔间以可轴向移位的方式彼此插入，其内部空间被可穿透的隔膜密封在原始位置。两个元件含有各种反应剂，而样本可引入到第三元件内。通过对两个外元件作用压力，隔间彼此滑动，由此，隔膜在连接点上撕裂，同时，两个反应剂液体与样本混合。既可用光学检查也可使用测量装置进行分析。
从WO 95/25948中可了解类似的收集和混合容器，样本也可在其中进行测量，通过取样拭子获得样本并将其引入到带有几个隔间的圆柱形容器内。个别的隔间用隔膜进行密封，隔膜可借助于用于取样拭子的插入元件而被穿透，这样，各种反应剂能与拭子内的样本接触。
DE 24 41 724 A1描述了用于光谱计测量的分析筒，其包括用来接纳第一液体的第一容器，首先，用封闭元件来密封该容器。在移去封闭元件之后，将待分析的样本放置到容器内，然后，容器插入件放置在包括辅助腔内的反应剂液体的容器上。辅助腔设置有圆柱形的凸盘，该凸盘在原始位置内突出越过容器插入件，当下压时，该凸盘借助于前侧上的切割刃撕开辅助腔的隔膜，因此从辅助腔中释放第二液体进入带有第一液体的容器。一旦液体解散开并完全混合，容器按分析方法要求的方式加热，并以光度方式测量样本。
从US 6,495,373 B1中可了解用于光度测量的样本皿，其由用来接纳第一液体的容器和用来接纳第二液体的闸板附件组成。闸板附件内的第二液体用隔膜将其与第一液体分开，并设置用来穿透隔膜的杆状致动元件。致动元件用其末端直接作用在隔膜上。当隔膜被穿透时，部分碎片保持在闸板附件上并起作飞溅收集器。致动元件在其致动前从闸板附件伸出，这样，在分析装置外面有可能以不利方式产生不正确的致动。样本容器插入分析装置内，提供可围绕垂直轴线转动的圆柱，该圆柱包括用于样本皿的多个接纳开口。当分析装置的盖子封闭时，它作用在致动元件上以使隔膜可被穿透。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于样本液体的光度测量方法，该样本液体易于搬运，所述样本液体在实际测量之前与第一和第二液体混合，并提供适用于该目的的混合容器，其避免液体在混合容器外的任何搬运。此外，能以简单方式精确计量第一和第二液体，可以基本上自动的方式在新颖改进的分析装置内实施个别的分析步骤。
根据本发明，该目的在一种混合容器内得以实现，该混合容器含有经精确计量过的第一液体，以使计量元件内的中空空间被可移动的塞子封闭，一旦第二液体经受压力，该塞子就连同第二液体排放到混合容器内部。与根据DE 24 41 724 A的实施例相比，提供塞子作为封闭计量元件内中空空间的封闭元件，在第二液体加压之后，封闭元件连同第二液体一起排放到混合容器内部。这导致这样的结果：没有隔膜部分粘附在第二液体残余物会积聚的、因此导致混合比和其后测量不精确的计量元件排放侧的端部上。
根据本发明，中空空间在塞子相对侧上包括可移位的密封柱塞，其布置在中空空间内。在本发明中，可用分析仪的冲头来致动的该可轴向移位的密封柱塞完全位于计量元件的中空空间内。与DE 24 41 724 A相比，计量元件内的柱塞不直接作用在封闭元件上，但通过液体中的压力或位于液体上方的气垫作用，因此，也不突出超过封闭元件，这样，排除了使用分析仪之前不正确致动装置的可能。
根据本发明特别有利的另一实施例，混合容器内的液位确定为这样的尺寸：至少在与第二液体混合之后，计量元件将被浸没，使其排放开口进入到混合容器内的第一液体中。这导致计量元件的完全排放(没有任何粘附的液滴)，因此，能使混合比很精确并得到精确的测量结果。
根据本发明的光度测量方法的特征在于以下步骤：
-打开含有第一液体的混合容器；
-添加样本液体；
-用计量元件密封混合容器，该计量元件在用塞子密封的中空空间内含有第二液体；
-使第一液体与样本液体混合；
-随着将压力作用在第二液体上且使第二液体与塞子一起排放到第一液体，将第二液体从计量元件中引入到混合容器内；
-混合第一液体、样本液体和第二液体；
-在分析仪中光度测量化学反应，以及
-计算至少一个样本成分的浓度。
根据本发明，可实施光度标定测量，以获得第一液体和样本液体混合之后确定浓度所需的初始值。
第二液体最好借助于柱塞从计量元件中移至混合容器内部，并在那里借助于位于混合容器内的磁性搅动杆或铁磁性元件(例如，钢球)进行混合。
两个元件，即，带有第一液体的混合容器和带有第二液体的计量元件，它们可作为一次性元件在消毒包装内成套地提供，并在与样本使用后予以丢弃，直接在分析仪内或在混合容器之外进行任何液体的管理因此变得过时。
根据本发明，诸如可以非接触方式读取的RFID芯片或条形码之类的信息载体可布置在混合容器上。信息载体也可布置在混合容器和计量元件的包装上，或布置在几个检验组的包装单元上，或被包装封闭。
根据本发明，塞子由可在混合容器内的第一液体中漂浮的材料组成，这样，液体中的光度测量不受阻碍。
根据本发明的用于测量样本液体的光度测量装置，其在外壳内接纳用于至少一个混合容器加上插入的计量元件的载体单元，混合容器包括第一液体和样本液体，而计量元件包括第二液体，其特征在于，载体单元集成在可翻出到外壳之外的折板中，或集成在可抽拉的抽屉中，载体单元可枢转或移位而从分析仪内的测量位置变化到用于混合容器的加载位置。
附图说明
下面参照部分示意图来详细地解释本发明，其中，附图在下面显示为截面图：
图1示出处于初始状态的根据本发明的混合容器；
图2示出添加了计量元件的根据图1的混合容器；
图3示出插入在光度测量装置内的图2的混合容器；
图4示出带有用于混合单元的线圈结构的混合容器的俯视图；
图5示出由混合容器和计量元件组成的包装单元；
图6在截面图中示出根据图5的计量元件；
图7在放大的截面图中示出计量元件的塞子；
图8在三维图中示出根据图7的塞子；
图9示出执行光度测量方法的根据本发明的光度测量装置的三维图；
图10示出根据图9的测量装置的铰接折板加上用于混合容器的载体单元和用于封闭柱塞的致动装置的侧视图；
图11以前视图示出根据图10的载体单元，其中没有折板；
图12示出通过载体单元的沿图13中的线XII-XII截取的纵向截面图；
图13示出通过载体单元的沿图11中的线XIII-XIII截取的截面图，以及
图14和图15示出处于两个操作状态的根据本发明的混合容器的另一实施例。
具体实施方式
如图1至4所示的混合容器1用于光度分析仪(见图9)并包括封闭元件2，例如，密封充注孔3的可移去的塑料塞。第一液体5位于混合容器1的内部4和钢球或磁性搅动杆6内。空气空间位于液体5上方，用附图标记7表示该液位。
为了实施光度测量，从混合容器1移去封闭元件2，例如，混合容器是透明的、用于测量辐照的测量管，用移液管添加样本液体，使第一液体和样本液体的混合物5’位于混合容器1内。此后，用计量元件8密封该混合容器1，该计量元件8以与原先的封闭元件2相同的方式密封住充注孔3。
中空空间9位于计量元件8内，该计量元件8最好布置成圆柱形方式并用塞子10(例如，硅树脂塞子)沿朝向混合物5’的方向进行密封。在另一侧上，可轴向移位的封闭柱塞11位于中空空间9内，用分析仪的冲头12可将压力作用在封闭柱塞11上。混合容器1现插入在分析仪内(见图9)，移动磁性搅动杆6以使第一液体与样本液体混合。或者，实施第一测量为以下的浓度测量获得初始值。
此后，借助于冲头12使封闭柱塞11向下移动，通过气垫使产生的压力传递到计量元件8内的第二液体13。由于压力增加，柱塞10移离中空空间9，于是，第二液体13排放到混合容器1并获得混合物5”。
柱塞10由可浮在混合容器1内的液体中的材料组成(见图3)，这样，光度测量不受阻碍。混合容器1中的液位7这样确定其尺寸：至少在与第二液体13混合之后，计量元件8被浸没而使其排放开口进入到混合容器1内的液体中。由此能实现计量元件8的完全排放(没有任何粘附液滴)。
借助于光度装置14测量样本(如图3所示)之后，后跟另一用磁性搅动杆6的混合过程。光度装置14包括位于输入侧上的光源15(例如，诸如LED)、入口透镜17和入口隔膜17，以及位于出口侧上的出口隔膜18、出口透镜19和光敏二极管20。过滤器21可布置在出口透镜19和光敏二极管20之间。
图4示出磁铁线圈22的结构，其使布置在混合容器1内的磁性搅动杆6以已知的方式移动。作为一种替代方案，也可使用电动机，电动机使圆盘(见图5和6以及图11和12中的磁性搅动盘24)转动，该圆盘布置在混合容器下方，或位于布置至少一个永久磁铁25的混合容器之上或之中。
诸如RFID芯片或条形码那样的无接触的可读信息载体23可以布置在混合容器1上，用来识别样本。也可每个包装单元使用RFID芯片，包装单元例如有25或50个检验。RFID芯片可获得检验的类型、数量和标定数据和截止数据，因此，确保检验识别中的自动化并在求得结果过程中提高安全性。
图5示出检验组，其在包装36内具有充注有第一液体5的混合容器1加上封闭元件2和充注有第二液体13的计量元件8。计量元件8包括更好操作的操作元件39和在混合容器1插入之后用来密封的附连密封环40。
如在图6截面图中用虚线所表示的，计量元件8的连续的圆柱形中空空间9在底端处用可移动的塞子10密封，在相对端处用可移动的封闭柱塞11密封。塞子10和封闭柱塞11可以同样的方式布置，如图7和8所示，它们包括由注塑模制零件制成的圆柱形体37，其在圆周槽4内接纳O形环38，该环以密封方式搁置在计量元件8的圆柱形中空空间9上。
图9示出用来测量样本液体的根据本发明的光度测量装置30，该装置在外壳31内接纳用于至少一个混合容器1加上添加的计量元件8的载体单元32，使混合容器1(如以上解释的)含有第一液体和样本液体，而计量元件8含有第二液体。载体单元32集成在折板33上，该折板可旋转出外壳31之外并可随载体单元32一起从分析仪内的测量位置旋转到用于放入混合容器1的加载位置(见所示位置)。还可将载体单元32集成在抽屉内，该抽屉可从分析仪中拉出，并从分析仪内的测量位置移位到用于混合容器1的加载位置。诸如冲头13那样的测量装置30的致动元件在测量位置作用在封闭柱塞11(见图10或图12)上，直到塞子10和第二液体从计量元件8退出到混合容器1。
图10在侧视图中示出测量装置的枢转折板33加上用于混合容器1的载体单元32以及用于冲头12的致动装置43。该冲头12借助于由电动机45驱动的心轴44上下地移动。
如以下图11至图13中所示，载体单元32包括用于混合容器1的接纳块34，其较佳地能够自动调温，其中布置有两个光度装置14、14’，它们各包括光源15、15’和光敏二极管20、20’，使光度装置14、14’的光轴基本上垂直于混合容器1的纵向轴线。此外，载体单元32包括带有磁性搅动盘24的混合单元35，该磁性搅动盘24由电动机42驱动，其作用在混合容器1内部中的磁性搅动杆或诸如钢球6’那样的铁磁性元件上。
两个光度装置14、14’装备有两个不同波长的LED，使光度装置根据储存在插入到装置内的RFID芯片或数据卡片41上的数据(见图9)自动地选择正确的检验软件。
在如图14和15所示的混合容器加上计量元件的实施例中，图14中已经添加了样本，且计量元件8已经放置在混合容器1上。根据本发明，计量元件8的封闭柱塞11和塞子10各构造为封闭第二液体13和钢球6’的塑料球。塑料球由聚甲醛(POM或聚乙缩醛)组成，其在两侧上密封住中空空间9。用分析仪的冲头12将球11压入中空空间9内，由此，形成塞子10的球和钢球6’向混合容器1退出并释放第二液体。带有永久磁铁25用来混合液体的磁性搅动盘24使钢球6’移动。还可使用钢球6’作为塞子10，通过它可省略位于计量元件8排放开口处的塑料球。
CRP测量的第一实例
作为第一实例，来阐明CRP测量(反应蛋白，其主要用来区分病毒性发炎和细菌性发炎)的测量顺序：
-用闭锁的封闭元件2密封混合容器1，混合容器1已经充注有消散剂(1000μl)和带有搅动部分(磁性杆或球6’)；
-移去封闭元件2，(手工地，用移液管)添加样本液体(5μl全血)；
-用计量元件8(含有乳剂)密封混合容器1，并将混合容器1插入光度测量装置30；
-用测量装置进行检验识别(用包装内或混合容器上的RFID芯片)；
-用混合单元35混合消散剂和样本液体；
-测量标定值(选项)；
-计量出乳剂(250μl)并借助于光度测量装置30的冲头12添加乳剂；
-借助于混合单元35，混合消散剂、样本液体(全血)和乳剂；
-借助于光度计测量化学反应；
-确定浓度。
例如，光度测量装置的测量范围是0.2至6mg/dl。
第二实例：HbAlc检验
HbAlc值通常也称之为“血糖记忆”，该值可对血糖水平作出结论。在本方法中，血红蛋白糖HbAlc在血样本(溶解的全血)中测得。检查有多少血色素(血红蛋白)与糖连接(葡萄糖化)。
所确定的HbAlc值显示近六周至十二周期间的平均血糖量的值。正常值是依据试验并接近于百分之四至六(标准是4～6％)。百分数代表葡萄糖化的血红蛋白与总的血红蛋白相比的份额。
第一HbAlc试剂位于混合容器内。第二HbAlc试剂是在计量元件内。检验顺序如实例1所示。
糖尿病治疗的目的是将HbAlc值降到6.5％以下。
第三实例：HCY检验
从化学观点来看，高半胱氨酸(HCY)属于所谓的氨基酸族。在身体内，高半胱氨酸由以食物提供的蛋氨酸、其它氨基酸形成。高半胱氨酸通常非常快地降解，需要维生素B6(吡哆醇)、维生素B12(钴胺素)和叶酸。
高半胱氨酸曾被看作引起动脉粥样硬化或血栓栓塞事件(外围动脉闭塞的血管疾病、中风、冠心病(绞痛、心梗)、颈动脉的闭塞变化)的个别危险因素。在还有多种其它疾病中，例如，老年性痴呆、子宫中胎儿神经管缺陷形成(脊柱裂)以及贫血等，都可与高半胱氨酸水平提高有联系。
第一HCY反应剂位于混合容器内。第二HCY反应剂位于计量元件内。检验顺序如实例1。
高半胱氨酸的目标范围在血清中低于10μmol/l。

Claims (14)

1.一种用于光度测量装置的检验组，所述检验组包括：
单独的混合容器(1)，所述混合容器包括可从充注孔(3)移去的封闭元件(2)以及位于所述混合容器(1)内部(4)的第一液体(5)，
单独的计量元件(8)，所述计量元件具有封闭的中空空间(9)，所述中空空间(9)内含有第二液体(13)，在移去所述封闭元件(2)和在所述混合容器中添加样本液体之后，所述计量元件(8)可插入所述混合容器(1)的所述充注孔(3)中，
可移动的塞子(10)，所述可移动的塞子在所述计量元件(8)的一端封闭其中的所述中空空间(9)，
可向内移位的密封柱塞(11)，所述密封柱塞在所述可移动的塞子(10)的相对侧上完全设置在所述中空空间(9)内，
其中，一旦所述第二液体(13)经受作用在所述密封柱塞(11)上的加压，所述可移动的塞子(10)就连同所述第二液体(13)排放到所述混合容器(1)的所述内部。
2.如权利要求1所述的检验组，其特征在于，所述混合容器(1)内的液位(7)被确定为这样的尺寸：至少在与所述第二液体(13)混合之后，所述计量元件(8)将被浸没，使其排放开口进入到所述混合容器(1)内的所述第一液体(5)中。
3.如权利要求1所述的检验组，其特征在于，磁性搅动杆(6)或铁磁性元件位于所述混合容器(1)的所述内部或所述计量元件(8)内。
4.如权利要求1所述的检验组，其特征在于，所述计量元件(8)的所述封闭柱塞(11)和所述可移动的塞子(10)各构造为封闭所述第二液体(13)和钢球(6’)的塑料球。
5.如权利要求1所述的检验组，其特征在于，可以非接触读取的RFID芯片或条形码布置在所述混合容器(1)上。
6.如权利要求1所述的检验组，其特征在于，可以非接触读取的RFID芯片或条形码用所述检验组的包装封闭起来或布置在所述检验组的包装上。
7.如权利要求1所述的检验组，其特征在于，所述可移动的塞子(10)包括可在所述混合容器(1)内的所述第一液体(5)上漂浮的材料。
8.一种用于样本液体的光度测量方法，所述样本液体与第一液体(5)和第二液体(13)混合，所述第一液体(5)存在于密封的混合容器(1)内，而所述第二液体(13)存在于计量元件(8)内，其包括以下步骤：
-打开所述混合容器(1)；
-添加所述样本液体；
-用所述计量元件(8)密封所述混合容器(1)，所述计量元件在用塞子(10)密封的中空空间(9)内含有所述第二液体(13)，所述塞子(10)在所述计量元件(8)的一端封闭所述中空空间(9)，可向内移位的柱塞(11)在所述塞子(10)的相对侧上完全设置在所述中空空间(9)内；
-使所述第一液体(5)与所述样本液体混合；
-随着借助于所述中空空间(9)内的所述柱塞(11)将压力作用在所述第二液体(13)上且使所述第二液体与所述塞子(10)一起排放到所述第一液体，将所述第二液体(13)从所述计量元件(8)中引入到所述混合容器(1)内；
-混合所述第一液体(5)、所述样本液体和所述第二液体(13)；
-在分析仪中光度测量化学反应，以及
-计算至少一个样本成分的浓度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第一液体(5)和所述样本液体混合之后，进行光度标定测量。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，借助于存在于所述混合容器内的磁性搅动杆(6)或铁磁性元件，使所述样本液体与所述第一液体(5)和所述第二液体(13)混合。
11.一种用于测量样本液体的光度测量装置(30)，所述光度测量装置在外壳(31)内接纳载体单元(32)，所述载体单元用于至少一个混合容器(1)和放置在其上的计量元件(8)，所述混合容器(1)包括第一液体和样本液体，而所述计量元件(8)在其中空空间(9)内包括第二液体，可向内移位的密封柱塞(11)完全设置在所述中空空间(9)内，所述计量元件(8)在所述混合容器(1)方向上被可移动的塞子(10)密封，另外，所述光度测量装置(30)包括致动元件(12)，其中，所述载体单元(32)集成在可翻出到所述外壳(31)之外的折板(33)中，或集成在可抽拉的抽屉中，所述载体单元可枢转或移位而从分析仪内的测量位置变化到用于所述混合容器(1)的加载位置，并且，在所述测量位置中，所述测量装置(30)的致动元件(12)作用在所述封闭柱塞(11)上，直到所述塞子(10)和所述第二液体从所述计量元件(8)退出而进入到所述混合容器(1)内。
12.如权利要求11所述的光度测量装置(30)，其特征在于，所述载体单元(32)包括用于所述混合容器(1)的接纳块(34)，其中布置有至少一个光度装置(14、14’)，它们包括光源(15、15’)和光敏二极管(20、20’)，使所述光度装置(14、14’)的光轴基本上垂直于所述混合容器(1)的纵向轴线。
13.如权利要求12所述的光度测量装置(30)，其特征在于，所述接纳块(34)能够自动调温。
14.如权利要求11所述的光度测量装置(30)，其特征在于，所述载体单元(32)包括带有由电动机驱动的磁性搅动盘(24)的混合单元(35)，所述磁性搅动盘(24)作用在所述混合容器(1)内部中的磁性搅动杆(6)或铁磁性元件上。
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