CN101374601A - 用于分析生物液体的单元容器和用于体外分析的自动装置 - Google Patents

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Abstract

容器(1)的底部包括弯曲通道，该弯曲通道被设置为对插入所述容器中的球的摇摆运动进行导向。此外，所述容器包括在两个正交方向上的连接装置，以连接邻近的单元容器。这样，所述容器能够作为板(19)而存储在分析装置(22)的送料装置(27)中。所述分析装置包括设置在可转动环(25)周围的若干站点(29－37)。只有当想要确定容纳在容器中的血液的凝结时间时，才在球分配站点(36)处将球放入容器中。接着，将以这种方式配设的容器送往执行试验的站点(37)。本发明的主要优点在于所述容器和所述分析装置的多用途性能。

Description

用于分析生物液体的单元容器和用于体外分析的自动装置
本发明涉及一种能够容纳生物液体以对所述液体进行分析的单元容器，本发明还涉及一种自动分析仪，该自动分析仪包括这种用于体外分析的容器。
文献EP0325874教导了一种用于确定凝血时间的容器。所述容器底部包括具有凹面朝上的弯曲通道，在该通道上设置有铁磁球体，且该铁磁球体在外部磁场作用的驱动下做周期运动。通过检测所述球的运动的振幅和/或频率的变化，能够测量凝血时间。该测量是通过光密度计来执行的，该密度计被设置为:当球在所述通道的最低点时，该光密度计产生的光束大体上与球相切。所述容器可以单独使用，或者若干容器成组来使用。
这种类型的容器虽然大体上令人满意，但也存在很多缺陷。
首先，当单独使用文献EP0325874中所披露的容器时，以能够节省空间的按序排列的方式来存储这些容器是十分困难或者很耗时的，若不采用此种方式的话，不易通过控制器将容器互相分离。相反地，当若干容器形成单个组时，储存更为容易，即使这样需要更大的体积。但是，在某些应用中，这种成组的容器可能会难以处理，并且在任何情况下，除非提供一种特殊分析器，否则在给定的成组的容器上执行不同的试验(如果可能的话)是很困难的。
此外，这些容器只是用来测定凝血时间，为此，这些容器都具有球。当然，可使用这些容器来对容纳在其内的生物液体执行其它分析或测量，但是，这会带来下述缺陷:
-增加不必要的容器的成本，一方面因为球的不必要的存在，另一方面因为设置在容器上用来阻止所述球脱离的装置；
-在特定试验(特别是使用磁性颗粒的免疫学试验中)的情形中，球的存在能够证明为有问题；以及
-在光度计测量的情况下，有必要增加反应物体积，以便以足够的高度覆盖所述球，从而避开所述球来执行光测量。因此，由于大量不必要的反应物，导致试验的成本增加。
本发明的目的是克服上述缺陷。
为此，根据第一方面，本发明涉及一种能够容纳生物液体、以用来分析所述液体的单元容器，该单元容器大致在其底部上包括:定出了弯曲(curviligne)通道的装置，该弯曲通道的凹陷是向上的，该弯曲通道大体在其中心处具有最低点并且被设计成对插入所述容器中的球的摇摆运动进行导向，其特征在于，所述单元容器包括在第一方向上连接至少另一个单元容器的连接装置和在大体垂直于所述第一方向的第二方向上连接至少另一个单元容器的连接装置。
因此，根据本发明，若干容器能够组装在一起，以在有限的空间内形成易于存储的板。另外，从板中拆分单元容器非常容易，甚至可以自动拆分，从而使得在体外分析中，这种类型的容器特别易于在自动化分析仪中使用。
此外，这些容器为多用途容器。因为它们包括一个通过检测球的运动来测量血液凝结时间的通道。然而，球的存在是可选择的，所述容器可以用做任何类型的试验，而不会因为球或者容器底部特殊的形状而导致任何阻碍。此外，由所述通道形成的所述容器底部的最低点，还具有允许以非常小的废弃量来吸入液体的优势，和能够更容易清洗磁性颗粒的优势。
因此，本发明提供了一种容器，该容器当使用在体外分析用的自动化分析仪上时是特别有用的，因为存储在板中形成单一装置的同一类型的多个容器意味着能够依据要求而执行不同试验(生物化学，免疫化学，血凝固)。
根据一个可行的实施例，沿第一方向的容器的连接装置包括至少一个朝向下的突出部，该突出部设置在所述容器上部的一个边缘上。此外，可以在所述容器上部的、与具有所述突出部的边缘相对的一侧的边缘上设置凹口，所述容器的突出部用来沿着所述第一方向而与邻近容器的凹口相配合。
沿着所述第二方向的容器的连接装置包括例如两个悬臂，其中一个悬臂形成向上打开的钩子，另一个悬臂形成向下打开的钩子，所述容器的一个悬臂的向上打开的钩子能够与邻近容器的悬臂的向下打开的钩子相接合，所述悬臂沿着与具有所述突出部的所述容器的所述上边缘相垂直的两个相对的边缘，而设置在所述容器的基座上。
按照第二方面，本发明涉及一种用于体外分析的自动化分析仪，其包括:
-送料装置，该送料装置中存储有一排上述的单元容器；
-具有大致竖向轴线的转子，该转子与转动驱动装置相关联，并具有水平的齿环，该齿环定出了朝外部径向打开的空腔，该空腔能够容纳所述单元容器，具体是容纳来自所述送料装置的所述单元容器；
-用于将待分析的生物液体供应到至少一个容器的装置；
-在所述齿环周围布置的站点，用于对容器中容纳的液体进行测量和/或分析，至少一个所述站点具有用于装载/卸载所述容器的装置，用来远离所述环而在所述站点进行测量和/或分析；
-由并入的软件控制的控制器，用于管理针对每个容器的所需处理顺序。
通过这种自动化分析仪和所使用的容器，可以利用不同的测量技术来执行各种类型的试验，且能够执行这些不同的试验并以优于现有技术的改进的方式来控制它们。这是因为涉及冗长的测量(免疫学)方法或那些需要测量连续现象观测(凝结)的处理过程可以远离所述环，而在相对应的站点上执行，并因此在快速处理过程(生物化学)试验的情形下，不会产生瓶颈。所述容器能够以板的形式存储在送料装置中，并且可以根据要求而很容易地互相分离。
按照本发明的自动化分析仪是多用途的，但是却很简洁，并且制造和维护的成本低廉。此外，它的工作成本明显低于现有技术中控制器的工作成本。这意味着能够减少每个实验室的机器数量，从而有助于减少用于公共健康的花费。
有利地，所述装置包括用于递送铁磁球体的站点，该站点靠近所述齿环设置，以能够把球放入设置在空腔中的容器中，所述装置还包括用于确定时间的站点，该时间为:通过让所述球在设置在容器内的通道上经历摇摆运动，而使容纳在所述容器中的生物液体的物理状态发生改变所需的时间。
这样，能够通过齿环从存储在所述送料装置中的相同且多用途的一排单元容器中取出其中之一，并使该容器与球递送站点相对，从而接纳球。接着，以这样的方式提供的容器被直接供应至某站点，用来确定容纳在所述容器中的生物液体的物理状态发生改变所需的时间，例如用来确定血液凝结时间的站点。因此，可按照待被执行的试验的要求(而不是固定不变地)来将球放入容器中，这在成本方面特别有利。
以下将参考附图，以非限定性示例的方式对本发明的一个可行的实施例进行描述，其中:
图1是按照本发明的容器的立体图；
图2是所述容器的纵向截面图；
图3是所述容器的截面图；
图4是三个容器连在一起的立体图；
图5是是一叠容器板和用于将容器彼此分开的动态立体图；
图6是用于体外分析的自动分析仪的示意性的立体图，其显示了齿环和布置在该齿环周围的各个站点；
图7是容器接合在齿环的空腔中的立体图；
图8是容器的送料装置的立体图。
如图1所示，容器1具有大致为平行四边形的下部2，该下部2具有大面3、小面4和底部5。下部2长度约为8mm，宽度约为4mm。这使得能够获取最小体积值为200μ1的反应混合物，从而限制了反应物的消耗，而仍旧保持足够的光路径来进行分光光度计测量和浊度计(凝结)测量。
容器1的下部2通过漏斗形状的上部6延伸，该上部6的、与底部5相对的侧以截锥形或截棱锥形的形式张开，并形成上开口7。这能够增加清洗体积或反应体积，能够产生宽阔的开口，并能够使在免疫试验中清洗纳米颗粒变得更加容易。高度大约为22mm的容器1可以容纳至多650μl的容量。
横向方向D1被定义为垂直于大面3的方向，纵向方向D2被定义为垂直于小面4的方向。容器1的纵向中间平面和横向中间平面也分别定义为P1和P2(参见图2和图3)。
以下，描述底部5大致水平且位于开口7下方的容器。
容器1的底部5在平面P1和P2的交叉处具有低点，由此通过抽吸能够去除容器中容纳的几乎全部液体，只在容器中留下非常少的量。在示例性的实施例中，容器1的底部5是圆柱形的一部分，其轴线大致平行于D1。
容器1大致在底部中设有凹面朝上的弯曲通道8。该通道8的形状呈圆柱形的一部分，半径约在8mm到10mm之间，此处的所述圆柱形的轴线大致平行于D1，并包含在P2平面内。因此，通道8在容器1的下部2的纵向方向上伸长，并大约在其中心处具有最低点。通道8是通过两个横向轨道9、10定出的，其中该两个横向轨道9、10设置在容器1的下部的靠近底部5的位置。这两个轨道9、10能够对插入容器1中的球11的摇摆运动进行导引。球11的尺寸被设计为使得球搁置在轨道9、10上，而不是搁置在底部5上，以限制摩擦。例如，球11的直径为1mm到2.5mm之间。
容器1、轨道9、10是通过将透明的塑料模制为单一件而制成，该透明塑料与反应物相容，其中该反应物用于分析所述容器容纳的生物液体。合适的材料是聚丙烯，但其他任何具有足够用于光密度计测量的透明特性、并且与蛋白质没有过大的亲和力的材料也可以适用。
容器1在其上部6具有向下的挠性突出部12，该突出部12从所述上部的其中一个纵向的上边缘13上突出。在容器1的与上边缘13相对的上部纵向上边缘14上具有凹口15，该凹口15的尺寸与突出部12的尺寸相匹配。容器1的突出部12用来罩住邻近容器1(沿D1方向)的凹口15以便将两个容器连接，如图4所示。
此外，容器1在其下部具有基座16，在该基座16中，沿着平行于D1方向的两个相对的边缘上，设有第一悬臂17和第二悬臂18，该第一悬臂17形成向上打开的钩子，该第二悬臂形成向下打开的钩子。第一悬臂17的向上打开的钩子用来与邻近的容器1(沿着方向D2)的第二悬臂18的向下打开的钩子相接合，以将两个容器1连接起来，如图4所示。
由于存在沿着两个方向D1、D2的连接装置，因此能够将容器1手动或自动地连接至另一个，以形成如图5所示的板19。此外，悬臂17、18使得那些上部6和下部2分别相同的容器1的整个尺寸具有这种形式，即，当组装在一起时，容器1将组成平的板。这使得能够整理容器1，以将它们以简单和紧凑的方式存储，而仍旧允许容器1能够轻易地从板19中取出。
图5显示了以层积20的形式叠放的容器1的板19。可以仅仅通过将下方的板相对于层积中的其它板进行竖向位移，而取出下方的板。接着，能够卸下排21，这是通过将排21的容器相对于同一板内的其它容器进行竖向位移而实现的。最后，通过横向位移能够将容器1与同一个排21的其它容器相分离。
下面将对图6至图8中所示的用于体外分析的自动分析仪22进行描述。
如图6所示，分析仪22包括用于对生物液体的样本进行存储和取样的存储/取样第一部分(图中未示)，以及用于测量/分析的第二部分。用来对样本和反应物进行取样和移液的装置用来将这些样本和反应物存放在分析仪22的第二部分中的容器1中，以用于执行各种试验。
分析仪22包括转子23，该转子23被安装成能够绕它自己的竖向轴线24枢转，并被马达(图中未示)驱动。固定到转子23的是齿环25，该齿环25限定有朝外部径向打开的空腔26，容器1可被插入到这些空腔中。为此，如图7所示，齿环25的空腔26的宽度与容器1的上部的宽度(包括突出部12)大致相等。因此，当容器1啮合在空腔26中时，突出部12抵靠在空腔26的壁上，并通过弹性效应而固定住容器1，以使得当转子23转动的时候，所述容器无法移动，从而能够进行稳定的光学测量。因此，所述突出部具有两个功能，意即，将两个邻近的容器1进行连接，以及将容器1保持在空腔26中的适当位置。
径向定向的站点和送料装置27布置在环25周围，这些径向定向的站点用来对包含在容器1中的生物液体执行各种测量、试验或分析。
如图8所示，送料装置27包括:由于连接装置的作用而使得单元容器1组装在一起形成的板19的层积20。可以根据参考图5所描述的运动系统来释放容器1:下部板19落在支撑上，接着被向左推(参见图8)，直到排21能够向下移动并能够从板19的其余部分脱离为止。接下来，将排21推向环25，在这之后，推送器使第一容器1横向地与其它容器脱离，该推送器将第一容器1与第二推送器28相排齐，该第二推送器28相对于所述第一推送器为横向的，使得容器1能够被推送至环25的空腔6中。
作为非限定的例子，设置在环25周围的站点可以是:
-用于光度测量的站点29；
-站点30，该站点30用于在免疫捕获反应中递送移植有抗生物素蛋白或移植有链抗生物素蛋白的磁性纳米颗粒；
-站点31，用于磁性沉淀和洗涤；
-站点32，用于发光显色和示数；
-站点33，包括四个等分试样或稀释的分站点；
-站点34，将试验完毕的容器移除到废料容器，此例中该站点34以如下方式设置:待被移除的容器在从环25中抽取出之后，通过站点33而进行传递；
-站点35，用于附属反应物或磁性颗粒；用于发光显色；或者用于取样系统的管道中的蛋白质的去污和解吸附；
-站点36，用于递送铁磁球体11；
-站点37，用于确定容纳在所述容器1中的生物液体的物理状态改变所需的时间，其中利用球11在设置在所述容器1内的通道8上经历摇摆运动而使所述生物液体物理状态发生改变；以及
-储液容器，用来清洗和/或去污取样和传递用的针(图中未示)。
环25在环形元件38上移动，该环形元件38将具有向上打开的U形横截面(参见图8)。这样，在环25和环形元件38之间定出了温度调节(例如将温度调节至37℃)的体积。在该体积中，容器1能够在环25的作用下移动。环形元件38至少在其外壁上具有多个开口，这些开口面朝那些需要将容器1插入和/或取出的站点而设置。诸如驱动气缸等线性驱动器安装在环形元件38上或者安装在用于所述站点的支撑上，所述线性驱动器能够使得容器1在环25和所述站点之间移动。
以下将描述分析仪22的操作。
操作员在连接至分析仪22的计算机控制系统上指示将要对所取的生物液体样本进行的测量和试验。嵌入式软件用来操控自动控制器的运作，其目的在于连续但平行地执行数项分析。操作员已经预先装载了反应物，并通过例如条形码阅读器来识别它们。
送料装置27将所需数量的空容器1送入环25的空腔26中。容器1放入生物液体和可能的合适的反应物之后，通过转动环25而将所述容器1带入对应于将要执行的试验或测量的站点的相对侧。取决于多种情况，将容器1释放至站点来进行分析(并可以将其保持在那里达到必要的时间，而不停止环25的移动，该环25同时将其它容器传递至其它测量/分析站点或将其它容器保持在其它测量/分析站点上)，或者在容器1仍然设在空腔26内的时候来进行分析。因此，需要相对较长时间的分析可以在精确站点上平行地执行，而其它瞬时分析则在其它站点上分析。分析一旦完毕，容器1在必要时重新放回环25上，接着环25将这些容器1送往移除站点34。
因此，环25是一种不仅用来移动容器1，而且用来执行通常快速的生化试验的装置。环25具有足够多的空腔26，这些足够多的空腔26能够同时操控所有容器的传递以及所有学科的孵化反应，以获得所希望的样本处理速度。
对于确定容纳在容器1中的生物液体的物理状态发生改变所需的时间，尤其是血液的凝结时间，其程序如下。
当需要执行这种测定时，并仅在此情况下，环25首先将容器1运送至用来递送铁磁球体11的站点36。接着，将所述球11置入容器1中，接下来所述环25将容器1移动至执行测量的站点37。
站点37包括装置39，该装置39利用磁脉冲来对球11进行激励，并用来检测球11的摇摆幅度。因此，球11以熟知的方式，在接近球的固有频率(约2.5至5Hz)的频率下，在外部磁场的作用下沿着通道8做周期运动。所述系统作用为微粘度计。当介质的粘度不改变时，球11的振幅是恒定的。当粘度增大时，由于激励频率接近固有频率，振幅快速减小，并且通过测量球的振幅、凝结反应的发生或者非常疏松的凝块的存在，而能够进行精确检测。特别而言，该系统能够非常精确地测量非常小的纤维蛋白原水平。
因此，本发明通过提供用途多样、设计简易、实施简单且能够减少操作成本的单元容器和分析仪而为现有技术提供了关键改进。
不言而喻，本发明并未限定于上述的示例性的实施例，相反，它涵盖了所有这些实施例的变型。特别而言，应当注意到，突出部和凹口可以设置在容器的横向边缘上，而悬臂可以设置在容器的纵向边缘上。

Claims (11)

1.一种能够容纳生物液体、以用来分析所述液体的单元容器，该单元容器大致在其底部(5)上包括定出了弯曲通道(8)的装置，该弯曲通道的凹面朝上，该弯曲通道(8)大体在其中心处具有最低点并且被设计成对插入所述容器(1)中的球(11)的摇摆运动进行导向，其特征在于，所述单元容器包括用于在第一方向(D1)上连接至少另一个单元容器(1)的连接装置(12、15)，和在大体垂直于所述第一方向的第二方向(D2)上连接至少另一个单元容器(1)的连接装置(17、18)。
2.如权利要求1所述的容器，其特征在于：沿着所述第一方向(D1)的所述容器(1)的所述连接装置包括至少一个朝向下的突出部(12)，该突出部(12)设置在所述容器(1)上部的一个边缘(13)上。
3.如权利要求2所述的容器，其特征在于：所述容器(1)具有凹口(15)，该凹口(15)设置在所述容器(1)上部的、与具有所述突出部(12)的边缘(13)相对的一侧的边缘(14)上，所述容器(1)的所述突出部(12)用来沿着所述第一方向(D1)而与邻近容器的凹口(15)相配合。
4.如权利要求2或3所述的容器，其特征在于：沿着所述第二方向的所述容器(1)的所述连接装置包括两个悬臂，其中一个悬臂(17)形成向上打开的钩子，另一个悬臂(18)形成向下打开的钩子，容器(1)的所述一个悬臂(17)的向上打开的钩子能够与邻近的容器(1)的悬臂(18)的向下打开的钩子相接合，所述悬臂(17、18)沿着与具有所述突出部(12)的所述容器(1)的所述上边缘(13)相垂直的两个相对的边缘，而设置在所述容器(1)的基座(16)上。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的容器，其特征在于：通过对透明塑料进行模制而将所述容器(1)和定出通道(8)的所述装置制成单一件，所述透明塑料能够与用于分析所述容器(1)中容纳的所述生物液体的各种反应相容。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的容器，其特征在于：该容器包括沿所述通道(8)的方向伸长的大致为平行四边形的下部(2)，所述下部通过漏斗形状的上部(6)延伸，该上部(6)在与所述底部(5)相对的侧张开。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的容器，其特征在于：所述通道(8)呈圆柱形的一部分的形状，对于直径为1mm到2.5mm的球(11)，该圆柱的半径为8mm到10mm。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的容器，其特征在于：定出了通道(8)的所述装置包括设置在所述容器(1)的所述下部的两个横向轨道(9、10)。
9.一种用于体外分析的自动分析仪，其特征在于，它包括：
-送料装置(27)，该送料装置(27)中存储有一排根据上述权利要求中任意一项所述的单元容器(1)；
-转子(23)，其具有大致竖向的轴线(24)，该转子(23)与转动驱动装置相关联，并具有水平的齿环(25)，该齿环(25)定出了朝外部径向打开的空腔(26)，该空腔(26)能够容纳所述单元容器(1)，具体是来自所述送料装置(27)的所述单元容器(1)；
-装置，用于将待分析的生物液体供应到至少一个容器(1)；
-站点(29-37)，这些站点在所述环(25)周围布置，用于对容器(1)中容纳的液体进行测量和/或分析，至少一个所述站点具有用于装载/卸载所述容器(1)的装置，用以远离所述环而在所述站点上进行测量和/或分析；
-控制器，该控制器由并入的软件控制，用于管理针对每个容器(1)的所需处理顺序。
10.如权利要求9所述的分析仪，当其从属于权利要求2时，其特征在于：所述齿环(25)的所述空腔(26)的宽度大体与所述容器(1)的上部宽度——包括所述突出部(12)——相等。
11.如权利要求9或10所述的分析仪，其特征在于：所述分析仪包括用于递送铁磁球体(11)的站点(36)，该站点(36)靠近所述齿环(25)设置，以能够将球放入设置在空腔(26)中的容器(1)中，所述分析仪还包括用于确定时间的站点(37)，该时间为：通过使所述球(11)在设置于所述容器(1)内的通道(8)上经历摇摆运动，而使容纳在所述容器(1)中的生物液体的物理状态发生改变所需的时间。
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