CN101932386A - 提高抽真空样品容器中的真空保持度的组件和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于在抽真空的生物样本收集第一容器中提高真空保持度的组件和方法。这种第一容器包括但不限于血液收集管、抽真空的血液收集管、离心管、培养瓶和注射器筒管等。在一个实施例中，抽真空的血液收集管被密封在由气体阻隔材料制成的抽真空的第二容器中。

Description

提高抽真空样品容器中的真空保持度的组件和方法
已经发明了各种技术用来尝试降低由PP(聚丙烯)、PET(聚苯对二甲酸乙二酯)和其它树脂制成的容器的气体和水蒸汽的渗透性。这样的技术包括添加无机填充物、用具有阻隔特性的树脂涂覆容器、无机物的等离子体化学气相沉积涂覆，以及用阻隔树脂来混合、层压或者共挤压树脂。
尽管这些努力已经提供了一些改进，为不断满足高性能标准的需求，仍需要进一步的改进。
发明内容
本发明的各种实施例提供用来提高抽真空生物样品收集第一容器中的真空保持度的组件和方法。这种第一容器包括但不限于血液收集管、离心管和培养瓶。
在一个实施例中，提供具有封装在诸如外部包装的第二抽真空容器内的单个第一抽真空容器包装的组件。与封装具有相同定义的可替换词汇包括封闭、包含、包装、鞘装(sheathed)和包裹。第一抽真空容器是诸如抽真空的血液收集管的生物样品收集容器。第二容器是由诸如聚合物薄膜/金属箔层压材料的气体阻隔材料制成的外部包装。第二容器的气体阻隔材料和密封禁止气体进入抽真空的第二容器的内部环境，因而提高了第一抽真空容器内的真空保持度。术语“抽真空容器”被定义为容器内的封闭空间，物质，尤其是空气，已经从封闭空间部分去除以使残留在空间中的物质或者气体与大气相比所施加的压力更小。于是密封的第二抽真空容器的内部环境低于大气压。有利的是，密封的第二抽真空容器的内部环境等于或者小于第一抽真空容器内的压力。
在另一个实施例中，提供一卷组件，每个组件具有封装在第二抽真空容器内的单个第一抽真空容器，这些组件被连接以形成各个组件的连续的卷。第二容器由诸如聚合物薄膜/金属箔层压材料的气体阻隔材料制成。
在进一步的实施例中，提供具有封装在单个第二抽真空容器内的多个第一抽真空容器的组件。多个第一抽真空容器是抽真空的血液收集管。第二容器由诸如聚合物薄膜/金属箔层压材料的气体阻隔材料制成。
另一个实施例提供一种组装方法，其中将第一抽真空容器插入到第二容器中；和将第二容器抽真空并接着封口。第二容器由气体阻隔材料制成。
附图说明
图1是抽真空的血液收集管的立体图；
图2和图3示出图1的管的可刺穿的封闭件，图3示出线3-3处的横截面；
图4是包括图1至图3的管和封闭件的血液收集容器的立体图；
图5是根据本发明的一个实施例具有处在密封的抽真空状况下的第二包装的组件的横截面视图；
图6是根据本发明的一个实施例在插入第二包装之前的第一容器的立体图；
图7是根据本发明的一个实施例在从第二包装取出之后的第一容器的立体图；
图8是根据本发明的一个实施例在从第二包装取出之后的第一容器的立体图；
图9是一卷如图8所示的组件的侧视图；
图10是根据本发明的一个实施例在插入第二包装之前的多个第一容器的立体图；
图11是如图10所示的实施例的侧视图，其中第二包装处在密封的抽真空状况下。
具体实施方式
聚丙烯(PP)已经被长期用在诸如塑料医学容器和用于食品包装工业的薄膜的物品的模制和挤出操作上。聚苯对二甲酸乙二酯(PET)近来被更多地用于这些物品的模制和挤出操作。然而，聚丙烯和聚苯对二甲酸乙二酯对氮气、氧气以及其它气体和水蒸气略微有渗透性。因此，聚丙烯和聚苯对二甲酸乙二酯容器天然地易于传递气体。本发明涉及与这种传递相关问题的认识和对该相关问题的解决方案。
根据本发明的若干实施例的第一容器包括，例如管、瓶、小瓶、长颈瓶和单次使用的一次性容器。特定使用的管是用于血液收集的管。在下文中描述的本发明将抽真空的血液收集管作为第一容器，不过对于本领域技术人员显然的是，这些描述同样适用任何其它抽真空的第一容器。
所有的第一容器，例如像抽真空的血液收集管，无论预期的最终用途如何，都必须满足用于使用的可接受的性能标准。NCCLS组织(国家临床实验室标准委员会)，现称为临床和实验室标准化协会(CLSI)已经发布了用于抽真空管和添加剂的制造商和抽真空血液收集管的使用者的性能标准，标题为“用于血液样品收集抽真空管和添加剂第四版核准标准(NCCLS文档H1-A4)”。这些准则主张必须在制造地点将塑料血液收集管抽真空以产生不超过110％的标称抽取容积并且通常在预期的保存期限内维持特定的抽取容积。具体地说，抽取容积在12至18个月的保存期限内不能下降到低于81％的标称抽取容积。因此在一些情况下用阻隔层来禁止空气通过聚合物壁是有益的，空气通过聚合物壁会减小抽取容积。
图1至图4示出血液收集管的第一容器和封闭件的示例。在图1中，管10具有底部壁部分12和与之相连的侧壁部分14。侧壁部分14具有顶部边沿16并且限定了开口端18。所示的管10具有直的侧壁部分，但是复杂的侧壁形状，对于其它容器也是可能的。图2至图3示出对于图1中开口端18有用的封闭件20。封闭件20可以是多种形式之一，包括单不限于橡胶封闭件、金属密封件、箍金属带的橡胶密封件和不同的聚合物和设计方案的密封件。封闭件20包括具有顶部壁24的环形上部部分22。上部部分22具有在封闭件位于管中时在管10的顶部边沿16上延伸的较低的壁或者边缘26。封闭件20还包括具有外壁30的较低的环形部分或者垂边28，垂边28形成与管10的内壁表面的过盈配合以在管内维持阻塞。垂边28还具有限定凹槽34的内壁表面32。顶壁24限定了腔36。隔膜38分隔开凹槽34和腔36，以便当管组件准备使用时通过插管穿透。图4示出管和阻塞件的组件准备好用于将血液样品抽取到封闭的抽真空的内部空间40。
本发明各种实施例的第一容器能够形成为任何希望的尺寸。例如，根据一个实施例的管能够形成为50至150毫米长和10至20毫米内部直径的常规抽真空管。尤其是，70或者100毫米长和具有13或者16毫米外部直径的标准抽真空管，或者40至45毫米长并具有5至10毫米内部直径的标准微型收集管，均是可能的。例如大约25至50密耳，更典型的大约30至40密耳的常规血液收集管的典型壁厚在根据本发明的管中是可行的。
可将抽真空的血液收集管分类为完全抽取管或者部分抽取管。完全抽取管是管中抽真空量提供大于管的总内部容积的一半的标称血液抽取容积的管。完全抽取管用于为诸如较健康患者的典型收集用途收集血液。部分抽取管是管内抽真空量提供管的总内部容积的一半或者更少的标称血液抽取容积的管，并用于为脆弱的静脉和儿科用途收集血液。
例如如果标称抽取容积大于3.5毫升，可将长75毫米、外部直径13毫米、内部直径大约10毫米和总内部容积7毫升的抽真空血液收集管分类为完全抽取管。这样抽取大于3.5毫升血液所标称的抽真空量会在100毫米至300毫米汞柱的范围内。可选地，如果要将抽真空血液收集管分类为部分抽取管，则标称抽取容积要等于或者少于3.5毫升并且抽取等于或者少于3.5毫升血液所标称的抽真空量会在300毫米至400毫米汞柱的范围内。可以看到，与1.75毫升部分抽取管的抽取容积减少0.3毫升相比，在管的保存期限内抽取容积最大减少19％(如临床和实验室标准化协会准则所要求的)相对于5.25毫升完全抽取管的抽取容积减少1毫升。因此由空气进入管中所致的任何抽真空损失对于部分抽取管将更加不利。
为在样品收集领域内使用，第一容器一般必须经历多个处理步骤，通过这些步骤将各种添加剂布置在容器中。例如，有助于血液或者尿液分析的添加剂，例如促凝血剂和抗凝血剂，经常被布置到管中。如本领域内所知道的，经常针对血清来完成血液分析，并且促凝血剂通常用于促进凝结速度。这种促凝血剂包括二氧化硅颗粒或者诸如反油酸、纤维蛋白原和凝血酶的酶凝结活化剂。如果打算分析血浆，则通常使用抗凝血剂来抑制凝结，以使血液细胞能够通过离心过滤法进行分离。这种抗凝血剂包括诸如草酸盐、柠檬酸盐和乙二胺四乙酸的螯合剂，以及诸如肝磷脂的酶。以任意适当的方式，流体或者固体，将添加剂布置在第一容器中，包括溶解在溶剂中，或者以粉末化、结晶化或者冷冻干燥的方式布置。
补充的添加剂可包括用于稳定或者抑制诸如血液样本中的核酸或者蛋白质的生物样本内组分降解的稳定剂。用于稳定和维持核酸和/或防止基因诱导(gene induction)的适当药剂的实例包括美国专利6,821,789所描述的阳离子化合物、清洁剂、离液(chaotropic)物质和它们的混合物。蛋白质稳定剂包括至少一种蛋白酶抑制剂。适当的实例包括但不限于在美国专利申请10/436,263所描述的诸如丝氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、硫醇蛋白酶、肽链端解酶等的蛋白酶抑制剂。
第一容器还可以包括载体介质(例如，水或酒精)、稳定介质(例如，聚乙烯吡咯烷酮、海藻糖甘露醇等)和/或一种或者多种用于处理生物样品的其它添加剂。适当的添加剂包括但不限于苯酚、苯酚/三氯甲烷混合物、酒精、乙醛、酮、有机酸、有机酸盐、卤化碱金属盐(alkali metal salts of halides)、荧光染料、抗体、虫胶粘合剂，和通常用于处理生物样品以便分析的任何其它试剂或者试剂的组合。其它可能的添加剂包括抗氧化剂和还原剂，其能够帮助维持蛋白质确认，例如维持巯基组配对(couplings)。包括缓冲剂也是有利的。
在第一容器中包括分离器也是可能的，例如机械或者非机械形式(例如，触变胶体)的密度梯度分离器。例如，这种分离器用于细胞分离或血浆分离。参见，例如欧洲专利申请EP1006360、EP1006359、EP1005909、EP1014088、EP1106253和EP0384331，以及美国专利4,140,631、4,770,779、4,946,601、6,406,671、6,280,400和6,225,123。
在模制之后，用于样本收集的第一容器的制备可以包括放置密度梯度分离器，布置添加剂，使容器经历低于大气压的压力的抽真空腔，应用诸如弹性体阻塞件或者可刺穿的薄膜的密封件，并且通过诸如放射(例如，用钴60照射)、暴露于氧化乙烯气体或者暴露于阴极射线的工序来消毒容器。(注意这些步骤中的若干步骤可以用不同于上面提及的顺序来执行)。
在一个实施例中，继第一容器的制备之后，经由与第二容器内部相通的入口104将抽真空管10放置到聚合膜和金属箔层压材料的第二容器102中。接着通过从第二容器中去除空气并将入口104封闭而使第二容器抽真空，以使密封的第二容器中的内部环境压力小于大气压，通常小于或者等于第一容器中的内部环境压力。由于围绕第一抽真空容器的外部环境中缺乏更大的压力，导致任何残留空气从第二容器的内部环境向第一容器的内部环境的扩散将被减慢，这样第一容器中真空度随时间的任何下降将被抑制。该成套装置将以更可靠的方式来保持对于更长保存期限而言收集预期容量的样品所必需的规定量的真空。
用作气体阻隔的材料一般具有给在典型大气状况下是气体的元素的质量转移提供阻隔的能力，这些元素诸如在诸如温度和湿度的多种环境状况下的氧气、二氧化碳或者氮气。在一定的分压和温度下的气体通过一定厚度和接触面积的材料的质量转移的阻力可被表述为单位为[立方厘米密耳/100平方英寸·24小时·大气压]的气体传输率。作为好的气体阻隔材料的材料的适用度取决于用途。通常，对大约79％的氮气和21％的氧气的空气的传递的气体阻隔会有对氮气而言小于1.0[立方厘米密耳/100平方英寸·24小时·大气压](23℃0％相对湿度)和对氧气而言小于15[立方厘米密耳/100平方英寸·24小时·大气压](23℃0％相对湿度)的气体传输率。
图5、图6和图7显示组件101的一个实施例，其中第一容器是单独密封在由用作气体阻隔的材料构成的抽真空的气密的第二容器或者外部包装102中的抽真空的管10。用于形成这种第二容器的适当材料包括但不限于纸张、无纺材料、聚合物薄膜、金属箔和它们的组合物，诸如由加利福尼亚州洛杉矶市的IMPAK CORPORATION制造的PAKVF4D(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚乙烯(PE)/铝箔/线型低密度聚乙烯(LLDPE)层压材料)、PAKPM4AO(聚酯纤维/粘合剂/低密度聚乙烯(LDPE)层压材料)、PAKVF4C(聚对苯二甲酸乙二醇酯/粘合剂/铝箔/茂金属聚乙烯层压材料)。虽然整个第二容器或者外部包装可由柔性材料制成，然而半硬半柔的第二容器还包括在本发明的实施例的范围之内。
组件101包括两个密封部103。如果需要，也可以提供多于一个入口104，但这将在抽真空第二容器之后需要多重密封。为减少可能泄漏的区域，将入口密封的数量保持到最小一般是有利的。例如通过加热、粘合剂、超声波焊接或者机械方法对第二容器进行密封。恰当的密封方法将取决于制造第二容器的材料的类型。
图8和图9显示组件201的另一个实施例，其中将独立的第一抽真空容器210封装在抽真空的第二容器202中。第二容器由诸如层压的聚合物/金属箔的气体阻隔材料制成。将每个第二容器202连接以形成卷205，在分配配置中在每个单独组件201的边沿处形成锯齿206，以便于分开每个组件201而不打开抽真空的第二包装202，。
图10和图11显示组件301的另一个实施例，其中在大批量包装配置中将作为抽真空的血液收集管10的多个第一容器包括在单个抽真空的第二容器302中。将抽真空的管10的托架206放置在诸如层压的聚合物/金属箔袋子的第二容器302中。接着将第二容器302抽真空以从第二容器中基本上去除所有空气并且将入口304封闭以形成禁止气体进入第二容器302的密封。
本发明的其它实施例也是可能的，正如对于本领域技术人员将是显而易见的那样。

Claims (27)

1.一种组件，包括：
至少一个第一抽真空容器，
封装所述至少一个第一抽真空容器的第二抽真空容器。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二抽真空容器禁止气体进入所述第一抽真空容器。
3.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二抽真空容器的内部环境低于大气压力并且等于或者小于所述第一抽真空容器内的压力。
4.根据权利要求1所述的组件，其中所述第一抽真空容器是生物样品收集容器。
5.根据权利要求4所述的组件，其中所述生物样品收集容器是抽真空的血液收集管。
6.根据权利要求5所述的组件，其中所述抽真空的血液收集管是完全抽取管。
7.根据权利要求5所述的组件，其中所述抽真空的血液收集管是部分抽取管。
8.根据权利要求5所述的组件，其中所述抽真空的血液收集管包括：
具有侧壁、第一端和第二端的抽真空管；以及
用来密封所述第一端的封闭装置。
9.根据权利要求8所述的组件，其中所述封闭装置能够用针刺穿以向所述管供应样品。
10.根据权利要求9所述的组件，进一步包括用于密封所述第二端的第二封闭装置。
11.根据权利要求8所述的组件，进一步包括分隔部件。
12.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二抽真空容器包括气体阻隔材料。
13.根据权利要求12所述的组件，其中所述气体阻隔材料具有对氮气小于大约1.0[立方厘米密耳/100平方英寸·24小时·大气压](23℃0％相对湿度)和对氧气小于大约15[立方厘米密耳/100平方英寸·24小时·大气压](23℃0％相对湿度)的气体传输率。
14.根据权利要求12所述的组件，其中所述气体阻隔材料选自由纸张、无纺材料、聚合物膜、金属箔和聚合物膜与金属箔的组合物构成的组。
15.根据权利要求1所述的组件，其中多于一个所述第一抽真空容器被封装到所述第二抽真空容器内。
16.根据权利要求1所述的组件，其中多于一个所述第二抽真空容器被连接以形成一卷组件。
17.一种组装方法，包括：
提供至少一个抽真空的第一容器；
提供第二容器；
将所述至少一个抽真空的第一容器插入到所述第二容器中；
将所述第二容器抽真空；以及
密封所述抽真空的第二容器，
其中所述至少一个抽真空的第一容器被封装到所述抽真空的第二容器内。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述密封的第二抽真空容器的内部环境低于大气压力并且等于或者小于所述第一抽真空容器内的压力。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一抽真空容器是生物样品收集容器。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述生物样品收集容器是抽真空的血液收集管。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述抽真空的血液收集管是完全抽取管。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述抽真空的血液收集管是部分抽取管。
23.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二容器包括气体阻隔材料。
24.一种组件，该组件包括至少一个抽真空的容器，该抽真空的容器被密封在抽真空的外部包装内。
25.根据权利要求24所述的组件，其中所述抽真空的外部包装进一步包括气体阻隔材料。
26.根据权利要求25所述的组件，其中所述气体阻隔材料具有对氮气小于大约1.0[立方厘米密耳/100平方英寸·24小时·大气压](23℃0％相对湿度)和对氧气小于大约15[立方厘米密耳/100平方英寸·24小时·大气压](23℃0％相对湿度)的气体传输率。
27.根据权利要求24所述的组件，其中所述抽真空的外部包装禁止气体进入所述抽真空的容器。
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