CN102047123B - 化学分析仪，基于样本的分析方法，操作样本池的装置和装载方法 - Google Patents

Abstract

提供了化学分析仪，基于样本的分析方法，操作样本池的装置和装载方法。根据本发明的化学分析仪（1）包括：可旋转保温器（20），其中具有用于接收样本池（70）的开口（21）；分析装置（60），其布置在所述保温器（20）周围；以及装载装置（40），其用于将样本池（70）装载到开口（21）中，分析仪（1）的装载装置（40）包括进料斗（30），所述进料斗（30）布置成使直的样本池（70）弯曲以适应所述开口（21）；以及撞锤（41），其布置成通过所述进料斗（30）将样本池（70）装载到所述保温器（20）的开口（21）中。

Description

化学分析仪,基于样本的分析方法,操作样本池的装置和装载方法

技术领域

本发明涉及自动装置和用于化学分析的方法。具体地，本发明涉及样本和试剂物质形成的溶液的自动分析仪中的分析。更特别地，本发明涉及根据权利要求1，10，13，和20前序部分的分析仪和方法。

背景技术

传统地使用分析仪检查样本，该分析仪从手动操作的试验装置变为自动多功能装置。当前分析仪能够进行若干不同试验并且能够用于实现比较短的吞吐时间，以及利用低人工成本获得良好生产率。在常规自动分析仪中，圆形可旋转保温器传统地在外圆周上使用，外圆周的开口被制造用于接收样本池。置于保温器中的样本池通常是反应容器，分析仪将待分析物质和引起反应的试剂物质定量配给到其中。

发生从传统保温器的单个反应容器到样本池的运动，该样本池包括若干反应容器，这增加了分析仪的效率。

所述此类装置的问题降低了分析仪和其使用的样本池的模块化程度。在为大量分析设计的本系统中设计的分析仪中，具有大型保温器，大量样本池装载到其中。然而，这些样本池不能在用于少量样本的分析仪中使用，使得每种尺寸的装置需要特殊类型的样本池，这导致了额外的购买和存储成本。

发明内容

本发明用于消除现有技术中的至少一些缺陷并为了此目的创造了化学分析仪和分析方法，结合化学分析仪和分析方法能够使用标准化的可弯曲样本池，其能够接收若干样本。

根据本发明的化学分析仪包括可旋转保温器，其中具有用于接收装载到其中的样本池的开口。在分析仪中，另外具有分析装置，其布置在所述保温器周围；以及装载装置，其用于将样本池装载到弯曲开口中。为此，分析仪装载装置包括进料斗，通过进料斗使直的样本池弯曲以适应保温器的弯曲开口；以及撞锤，利用撞锤通过所述进料斗将样本池装载到所述保温器的开口中。

更特别地，根据本发明的化学分析仪特征在于权利要求1的特征部分所陈述的。

在根据本发明的用于分析样本的方法中，分析序列是为样本特定而确定的，在分析序列之后，包括至少两个反应容器的样本池被装载到保温器的开口中，试剂和样本被定量配送到所述反应容器中。在样本的分析中，至少一个样本在样本池中分析，样本在反应容器中。

更特别地，根据本发明的方法特征在于权利要求10的特征部分所陈述的。

根据本发明的用于操作样本池的装置包括可旋转保温器和装载装置。在保温器中，具有用于接收和运送样本池的至少一个弯曲开口。装载装置包括装载轨道，所述装载轨道用于存储未装载到直样本池并将它们运送到所述保温器；以及撞锤，其布置成在装载轨道的保温器端部将样本池压入所述保温器的开口。所述装载装置还包括进料斗，所述进料斗布置成通过撞锤的推动而接收直的样本池并且使直的样本池弯曲以允许其被推入所述保温器的弯曲开口中。

更特别地，根据本发明的用于操作样本池的装置特征在于权利要求13的特征部分所陈述的。

在将样本池装载到保温器的开口中的根据本发明的装载方法中，所述样本池被运送到所述保温器的开口的位置并通过运动撞锤而被装载到所述保温器的开口中。在装载期间，通过使用所述撞锤将所述样本池通过弯曲进料斗装载，而使所述样本池定形成适应所述保温器的开口。

更特别地，根据本发明的装载方法特征在于权利要求20的特征部分所陈述的。

借助本发明获得了相当大的优点。由于分析仪的进料斗，不同尺寸的分析仪能够使用相同尺寸的标准样本池，其包含若干样本容器。接收很多样本的适用于标准化样本池的分析仪允许当购买样本池时的容积益处。样本池的存储也是廉价的，因为只需要一类样本池，使得不需要额外的源来维持物品。另外，因为样本池是直的，其比例如弯曲样本池更容易存储。

附图说明

在下面，本发明的实施例将参照附图更详细地解释。

图1示出了根据本发明的分析仪的顶视图。

图2示出了图1的分析仪的透视图。

图3示出了图1和2的进料斗。

图4示出了基于样本的和基于试验批次的分析之间的差异。

具体实施方式

如能够从图1和2可见，根据本发明的分析仪1包括在外边缘（在其上制造开口21）上的加热的保温器20以接收样本池。根据本发明的保温器特别适于与样本池一起使用，该样本池由足够弹性和清楚的材料制成。弹性允许样本池的连接网部分相对于其最长侧弹性弯曲，而清楚允许样本池中包含的样本通过样本池的壁被分析，使得在分析过程中不需要从样本池中拿出样本。根据本发明，样本池70（其包括若干反应容器和连接该反应容器的网部分）装载到保温器20的开口21。样本池70能够以如下方式包含例如10个彼此相邻的反应容器：它们的连接网部分彼此平行，在这种情况下样本池70的取向是直的并且其能够接收10个不同的样本。特别有利的样本池70的最外面的反应容器另外装备有柔性舌部，样本池70借助该柔性舌部能够弯曲成曲线，而不直接压缩最外面的样本容器。芬兰专利申请20085509中公开了如所述的样本池，其尤其适合于本发明。

根据本发明的圆形保温器20在中心安装在轴承上且旋转装置（未示出）装配到其上，保温器20借助旋转装置能够旋转希望的程度而到希望的位置。旋转装置能够包括例如伺服电动机，其具有极佳的定位精度，但是其价格非常高。确实地，保温器20的功率传动装置能够通过将其直接装配到有成本效益的步进马达的轴上而以足够精度实施，其为了目的具有足够精度，使得仅有必要数量的移动部件，并且因此最小化了传动装置中运行的原因数量。在旋转装置的功率传动装置中，必要的是旋转速度和定位精度足够大并且保温器20的加速被控制且是平缓的。

分析仪1还包括结合保温器20装配的装载装置40。装载装置40包括用于将样本池70输送至保温器20的装置。装载装置40包括装载轨道50，样本池70沿着该轨道被装载到保温器20的开口21中。最简单地，装载轨道50为具有U形截面的槽，其底部尺寸设计成与被装载的样本池70的下边缘一样宽并且槽的垂直边缘本质上高于样本池70。因此，样本池70能够以如下方式被从其支托在装载轨道50上被运送：样本池70的支托设在装载轨道50的垂直边缘的顶部，由此保持样本容器的下边缘与装载轨道50的底部一定距离。样本池70的下边缘和装载轨道50的底部之间保持的间隙确保样本池70的下边缘不沿装载轨道50的底部拖拽，并且因此不导致噪音或刮擦。因为在装载轨道50上运送的样本池70是直的，它们的运送是容易的并且他们将在被推动时不容易阻塞。样本池70由推进器（未示出）运送，其推动由它们的支托悬挂的一排样本池70至保温器20。推进器能够为例如简单气动气缸，其能够由远程命令控制。替代地，装载轨道50能够倾斜，在这种情况下样本池50通过重力加速度沿轨道运动，使得在进料斗30将总有样本池70准备装载。然而，多于一个样本池70能够一次在进料斗30中，因为撞锤41的轴防止下一个样本池70在装载运动期间进入斗。

进料斗30（其为装载装置40的一部分并且样本池70通过进料斗30进给到保温器的开口21）装配到靠近保温器20的装载轨道50的端部。在装载中，使用装载装置40的撞锤41，其下边缘布置成以单一运动将样本池70压入进料斗30，其中其布置成定形以适应开口21。开口21的曲率符合保温器20的外圆周的曲率。由于样本池70的灵活性，其能够用于具有不同曲率半径的若干不同尺寸的保温器20。在该连接中，术语直的指的是样本池的曲率不通过样本池弯曲而变化。相应地，术语弯曲的样本池指的是曲率通过样本池弯曲而变化的样本池。

从图3可见，进料斗30以如下方式定形：当通过撞锤41的单一运动行进通过它时，样本池70呈现适于开口21的弯曲形状。当从样本池70的到达方向检查时，进料斗30的接收样本池70的侧面是凸起的，由此当压靠其时样本池70弯曲成符合保温器20的圆周的形状。进料斗30以如下方式设计尺寸：其下边缘的曲率对应于保温器20中开口21的曲率。换言之，可行的是制造不同类型的进料斗30，其适合不同尺寸的保温器20，然而其中，能够使用相同类型的样本池70，其导致由本发明想到的成本效益。因为当不使用时分析仪1中使用的样本池70是直的，它们的存储是经济的。

装载装置40接收进料斗30的侧面31的曲率可以是平面的，即恒定的，或者可以在垂直方向变化，在这种情况下，当向下检查时，接收侧面31在其上边缘是平面的，并且更陡地凸起弯曲。在这种情况下，样本池70布置成在根据接收侧面31的阶段中弯曲，然而，当侧面31均匀地弯曲时，样本池10布置成直接弯曲成需要的曲线形状。进料斗30还配备有在接收侧边缘上的支托，其横向地引导样本池。因此，样本池70仅通过支托牢固地接触，使得它们接受由弯曲引起的磨损和刮蹭。因此，样本池70的脆弱表面防止磨损。此外，进料斗的侧边缘配备有引导件33，其将样本池弯曲成曲线。当样本池70被压在进料斗30的下边缘时，其支托被向内压并且其分离壁弯曲，由此样本池70被紧紧靠在进料斗30的接收侧面31，并准备被同等紧密地装载到保温器20的开口21中。借助支托，样本池70被放置并且自己自动居中于保温器20的开口21中，即使保温器20可不精确地在正确的位置中。

装载装置40包括垂直引导柱42，垂直运动的撞锤41装配到垂直引导柱42的外边缘。撞锤41能够通过垂直线性驱动或电动机运动到装配齿形带的轴上。撞锤41的运动足够长，当其向下压样本池70时，样本池70的上边缘被压入开口21希望的高度。垂直定位因此根据撞锤41的压入深度被限定，压入深度能够优选地被调整以适合地设定程序，例如通过限定电动机的旋转角。如上所述，当将样本池70装载到开口21中时，样本池70的支托接受大部分磨损，这样保护了样本池70的其他表面。在成功将压入开口21的样本池70装载在保温器20之后，样本被分析，或者试剂物质被定量配给到其中。

圆盘32被电阻加热。保温器周围还能够有热绝缘，从而稳定温度。加热被用于维护最有利的分析条件，由此热量被传导至样本池70的样本容器，并且从样本容器传导至样本容器所包含的样本。例如，当分析人体样本时，目标温度能够为37摄氏度。然而，当使用上述类型的样本池70时，由于分隔物和分隔物包含的支托，反应容器相互隔开并且与开口21的端部隔开，从而避免了样本容器之间的感温变形。替代地，如果防止温度过高的话，保温器20还能够被冷却到目标温度，冷却能够使用例如Peltier元件实施。

围绕保温器30排列了分析仪器60，以便试验期间不需要从开口21移开样本池70。例如，根据一个优选实施例，样本池70的下部由清楚和透明的材料制成，可以直接进行光学试验而不用将样本池70从开口21移开。因此，简单地通过改变保温器20的位置，从装载轨道50装载到保温器20的开口21中的样本池70的凹部布置成接收来自几个操作器的物质。例如，可以在该情况下如此安排分析程序：使用试剂剂量仪将试剂定量配给到样本池70的反应容器中，试剂剂量仪从试剂存储设备中取出所述物质。试剂存储设备和剂量仪也布置在保温器20周围。试剂的定量配给要求保温器20旋转到正确位置，使得正确样本池70的正确反应容器将处于试剂接收位置。确实地，这种安排的基本思想是，样本被接收在样本池70中，通过旋转保温器20改变样本池70的位置，使得分析仪1的运动和运动方向尽可能少。分析装置60还能够包括分析装置，其将样本从样本池70的反应容器吸入并且在装置内测量其性质。如上所述的常规分析装置能够例如为离子选择性电极。使用光学分析方法例如光学地分析样本。

在与试剂物质相同条件下，使用简单的剂量仪定量配给待分析的样本，剂量仪从试剂存储设备中取出所述物质。样本和试剂物质的定量配给序列能够以分析试验所需的方式变化。样本和试剂存储设备通常为旋转性索引存储设备，存储方位以及其位置通过作为整个分析仪1控制器一部分的远程控制器所控制。试剂和样本能够通过旋转保温器20到分立的混合器附近并起动混合器而混合。每个反应容器的内含物能够例如使用操作分析仪而如上所述被光学地分析，上述分析仪布置成将样本吸入其试验腔室并且测量其与参考值进行比较的电压。试验周期和运动的设定和程序是已知的。具有至少一个分析点。分析装置的数量和方位由将在保温器周围装配到点数量所限制。

在根据本发明的方法中，如上所述的设备由样本分析所用，其中分析事件是为样本特定地控制的。样本特定和基于样本的试验序列是基于分析仪构造的，其允许以如下方式进行试验周期的灵活布置：每个样本所需的试验能够在所需另一个试验之后进行。所述灵活性是基于分析装置，物质存储设备，以及布置在可旋转保温器周围的混合器的。运送样本的反应容器然后不被限制于特定路径，而是能够按照需要运动到希望的点。

因此，样本被定量配给到分析仪的1个反应容器，其中其仅保持用于定量配给，培育和混合所需的时间。基于样本和基于试验的分析之间的差别在图4中示出。基于样本的分析导致短的吞吐时间和灵活改变试验序列的可能性。试验序列的改变允许例如紧急试验在尽心其他样本的分析之前优先进行，而不必须等到正好该类型的试验。

一旦准备好在样本池70中使用的所有样本容器的试验，样本池70能够以如下方式从开口21移开：进行装载的撞锤41将样本池70从开口21推出到分立接收废料的容器，或框架10中的出口11。替代地，撞锤41可以通过开口21装载新样本池70到进料斗30中，在这种情况下使用过的样本池70被新样本池推出落到分立废料容器中或框架10中的出口11。替代地，分析仪1能够以如下方式构造：样本池70从下面装载到开口21中，在这种情况下具有进料斗30的装载装置40将布置在保温器20之下。然而在这种情况下，由于其不是本发明的优选实施例，这将更难使样本池70从开口21移开。

为了确保短吞吐时间和高生产率，根据一个优选实施例，根据本发明的分析仪1还配备有至少一个保温器20，一个试剂存储设备和一个样本存储设备，以及其剂量仪或它们的组合，一个混合器和一个光学分析装置60。因此，在单一试验周期期间，若干操作能够在不同样本上同时进行。根据一个实施例，例如在8秒周期期间，一个样本和一个试剂物质能够被定量配给，两个混合物能够被混合，五个样本能够被分析。

表1：附图标记。

附图标记 部件。

10 框架。

11 出口。

20 保温器。

21 开口。

30 进料斗。

31 接收样本池的表面。

32 侧边缘。

33 引导件。

40 装载装置。

41 撞锤。

42 引导柱。

50 装载轨道。

60 分析装置。

70 样本池。

Claims (17)

1.一种化学分析仪（1），其包括：

-可旋转保温器（20），其中具有用于接收样本池（70）的开口（21），所述样本池（70）包括若干样本容器；

-分析装置（60），其布置在所述保温器（20）周围；

-装载装置（40），其用于将样本池（70）装载到开口（21）中，所述装载装置包括装载轨道（50），所述装载轨道（50）用于存储空的直样本池（70）并将它们运送到所述保温器（20），所述样本池是可弯曲的，

其特征在于，

-所述保温器（20）中的开口（21）是弯曲的，其特征还在于

-所述装载装置（40）包括进料斗（30），所述进料斗（30）装配到靠近保温器（20）的装载轨道（50）的端部，所述进料斗（30）的下边缘的曲率对应于开口（21）的曲率；以及撞锤（41），其布置成通过所述进料斗（30）将样本池（70）装载到所述保温器（20）的开口（21）中；

所述进料斗设置成接收由撞锤（41）推动的适于弯曲的直的样本池，使得样本池能够推入保温器（20）的开口（21）。

2.如权利要求1所述的分析仪（1），其特征在于，至少一些分析装置（60）布置成当样本在样本池中时分析所述样本。

3.如前述权利要求1-2任一项所述的分析仪（1），其特征在于，所述装载轨道（50）具有U形截面。

4.如前述权利要求1-2任一项所述的分析仪（1），其特征在于，所述分析仪（1）包括框架（10），所述框架（10）配备有出口（11），所述出口（11）布置成接收从所述保温器（20）的开口（21）移开的样本池（70）。

5.如前述权利要求1-2任一项所述的分析仪（1），其特征在于，所述分析仪（1）进一步包括试剂物质定量配给装置，用于将试剂物质定量配给到所述样本容器中。

6.如前述权利要求1-2任一项所述的分析仪（1），其特征在于，所述分析仪（1）进一步包括样本定量配给装置，用于将样本定量配给到所述样本容器中。

7.如权利要求5所述的分析仪（1），其特征在于，所述分析仪（1）进一步包括试剂存储设备，所述试剂存储设备与所述保温器（20）的距离不大于所述试剂物质定量配给装置离所述保温器（20）的操作范围。

8.如前述权利要求1-2任一项所述的分析仪（1），其特征在于，所述分析仪（1）进一步包括样本存储设备，所述样本存储设备与所述保温器（20）的距离不大于所述样本定量配给装置离所述保温器（20）的操作范围。

9.一种使用如权利要求1所述的化学分析仪（1）在样本基础上分析样本的方法，在所述方法中：

-样本容器被装载到所述保温器（20）的开口（21）中；

-试剂和样本被定量配送到所述样本容器中并混合；

-所述样本被测量；以及

-所述样本容器从所述保温器（20）移开，

其特征在于，

-分析序列是为样本特定而确定的；

-借助进料斗（30），通过将所述样本池（70）定形成适应所述保温器（20）的弯曲开口（21），而将包括多于一个样本容器的样本池（70）装载到所述保温器（20）中；

-所述样本池（70）中的至少一个样本当其在所述样本容器中时被光学分析。

10.一种用于操作可弯曲的样本池（70）的装置，所述装置包括：

-可旋转保温器（20），其中具有用于接收和运送样本池（70）的至少一个弯曲开口（21）；

-装载装置（40），其包括装载轨道（50），所述装载轨道（50）用于存储空的直样本池（70）并将它们运送到所述保温器（20）；以及撞锤（41），其布置成在靠近所述保温器（20）的装载轨道（50）端部将样本池（70）推入所述保温器（20）的开口（21）中，

其特征在于，

-所述装载装置（40）进一步包括进料斗（30），所述进料斗（30）装配到靠近保温器（20）的装载轨道（50）的端部，所述进料斗（30）的下边缘的曲率对应于开口（21）的曲率，

所述进料斗设置成接收由撞锤（41）推动的适于弯曲的直的样本池，使得样本池能够推入保温器（20）的开口（21）。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装载装置（40）的撞锤（41）布置成以单一运动推动所述样本池（70）通过所述进料斗（30）。

12.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述装载装置（40）的撞锤（41）布置成将使用过的样本池（70）从所述保温器（20）的开口（21）推出。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装载装置（40）的撞锤（41）布置成通过将新的样本池（70）装载就位使得其取代使用过的样本池（70），而将使用过的样本池（70）从所述保温器（20）的开口（21）推出。

14.如权利要求10-11任一项所述的装置，其特征在于，所述进料斗（30）装配在所述撞锤（41）和所述保温器（20）之间。

15.如权利要求10-11任一项所述的装置，其特征在于，接收所述样本池（70）的所述进料斗（30）的表面（31）是均匀弯曲的，其曲率对应于所述保温器（20）的开口（21）的曲率。

16.如权利要求10-11任一项所述的装置，其特征在于，接收所述样本池（70）的所述进料斗（30）的表面（31）是以如下方式在所述保温器（20）的开口（21）的方向上更陡地弯曲的：接收表面（31）在开口（21）端部对应于所述开口（21）的曲率。

17.一种将可弯曲的样本池（70）装载到保温器（20）的弯曲的开口（21）中的装载方法，所述方法包括以下步骤：

-直的样本池（70）沿装载轨道（50）被运送到进料斗（30），所述进料斗（30）装配到靠近保温器（20）的装载轨道（50）的端部；

-所述样本池（70）通过运动撞锤（41）而被装载到所述保温器（20）的开口（21）中，

其特征在于，

-通过使用所述撞锤（41）将所述样本池（70）定形成适应所述保温器（20）的开口（21），所述撞锤（41）将样本池（70）推动通过弯曲的进料斗（30），该进料斗的尺寸设置成使得所述进料斗（30）的下边缘的曲率对应于保温器（20）中的开口（21）的曲率。

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