CN102072951B - 反应卡匣、检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种反应卡匣、检测装置、及检测方法，其用于生化检测的一反应卡匣、包含所述反应卡匣的一检测装置、以及使用所述检测装置的一生化检测方法。所述反应卡匣包含一第一空间、一第二空间、一第三空间、及一内壁。第一空间用以容纳一液体，且具有方向朝上的第一开口。第二空间具有一第二开口，其中第二开口的方向与第一开口的方向垂直，且第一空间及第二空间配置使得当转动反应卡匣时，在第一空间的液体将流动至第二空间。第三空间位于第一空间之下且具有一第三开口，其中第三开口的方向与第一开口的方向相同。内壁连接第二开口及第三开口，以提供第二空间及第三空间之间的一液体流通通道。

Description

反应卡匣、检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置及方法，特别是涉及一种用以检测液体样品的生化检测装置及方法。

背景技术

医学体外诊断在现今医疗工业上扮演相当重要的角色，其可用以定性或定量地量测人体体液中各种生物指标的变化，以提供疾病诊断或治疗指标等资讯。

一般来说，上述检测技术需要搭配各种检测设备及量测仪器，并进行各种试液的配置。在检测过程中，使用者可能需要徒手采集血液或其他体液样品，不但可能污染样品，更让使用者暴露在被感染的风险中。此外，样品在检测过程中，可能需要与不同试剂进行反应，若由操作人员依需要在不同时间依序加入不同试剂，不但增加了检测程序的复杂度及且可能延长了整体检测时间。另一方面，如何安全且便利地回收及处理检测后的废液也是一大问题。

鉴于此，有必要提供一种可克服现有技术的限制、在检测上及在废液处理上都可更加便捷且安全的检测装置及方法。

发明内容

鉴于背景技术所存在的问题，本发明提供了一种用以检测液体样品的检测装置以及使用此检测装置进行检测的方法。本发明的装置及方法可适用于各种化学检测、医学检测、或需要进行多个试剂混合步骤的其他类似生化检测。

在一实施例中，本发明的装置及方法可用以执行分析检测程序，此程序包含了液体样品(如血液样品)与液态试剂及其他反应物(如抗体)间的多个反应步骤。根据反应后液体样品的光学特性，可检测液体样品中一或多个分析物的含量。

据本发明的一方面，提供了一种用于生化检测的反应卡匣，其包含一第一空间、一第二空间、一第三空间、及至少一内壁。第一空间、第二空间、及第三空间皆具有容纳液体的功能。第一空间具有方向朝上的第一开口，第二空间具有方向与第一开口的方向垂直的第二开口。第一空间及第二空间配置使得当转动反应卡匣时，在第一空间的液体可流动至第二空间。第三空间具有方向与第一开口的方向相同的第三开口。内壁连接第二开口及第三开口，以提供第二空间及第三空间之间的一液体流通通道。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于生化检测的检测装置，其包含上述的反应卡匣以及一采样件。采样件包含用以吸取液态样品的一采样管、内部设置有一吸收材料的一吸收区、以及用以储存一液态试剂的一储存器。

根据本发明的又一方面，提供了一种生化检测方法，其使用上述的检测装置而进行。在一实施例中，生化检测方法包含以下步骤：(a)储存一液态试剂于储存器中；(b)以采样管吸取一液体样品；(c)涂布一反应物材料于第三空间；(d)插入采样件于反应卡匣中，使液体样品及液态试剂流入第一空间，其中液体样品及液态试剂反应形成一第一混合物；(e)旋转反应卡匣使第一混合物流入第二空间；(f)对在第二空间中的第一混合物进行一光学量测；(g)旋转反应卡匣使第一混合物流入第三空间，其中液体样品、液态试剂、及反应物材料反应形成一第二混合物；(h)旋转反应卡匣使第二混合物流入第二空间；(i)对在第二空间中的第二混合物进行光学量测；以及(j)旋转反应卡匣，使第二混合物流入采样件的吸收区中。

本发明的其他方面，部分将在后续说明中陈述，而部分可由说明中轻易得知，或可由本发明的实施而得知。本发明的各方面将可利用后附的权利要求中所特别指出的元件及组合而理解并达成。需了解，前述的一般说明及下列详细说明均仅作举例之用，并非用以限制本发明。

附图说明

从上述的本发明各实施例的详细描述，且结合所伴随的附图，将能更完全地理解及体会本发明，其中附图为：

图1为根据本发明的一实施例绘示的检测装置的透视示意图；

图2为根据本发明一实施例所绘示的反应卡匣的透视立体图；

图3根据本发明一实施例所绘示的反应卡匣的局部放大立体图；

图4A及图4B分别为依据本发明一实施例的检测装置的正视及后视的实物照片所绘制的附图；

图5为根据本发明一实施例所绘示的一透视示意图；

图6为根据本发明一实施例所绘示的使用检测装置进行液体样品的检测的方法流程图；以及

图7A-图7F绘示根据图6的流程图所进行的各检测步骤的示意图。

主要元件符号说明

100        检测装置

102        采样件

104        反应卡匣

110        手持部

112        储存器

114        采样管

120        吸收区

122        吸收材料

130        第一空间

131        第一开口

132        第二空间

133        第二开口

134、734   第三空间

135        第三开口

140        外壁

142        入口

144        入口

150        内壁

152        内壁

154        内壁

156        内壁

158        内壁

160        防错件

400    检测装置

402    采样件

404    反应卡匣

416    铝箔

502    采样件

504    反应卡匣

530    第一空间

702    采样件

704    反应卡匣

720    吸收区

722    吸收材料

730    第一空间

732    第二空间

770    混合物

770’  混合物

780    反应物材料

具体实施方式

本发明揭露一种用以分析液体样品所含成分的检测装置及其使用方法，其可提供更方便且更安全的检测程序。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图1至图7F的附图，其中类似的元件符号代表类似的元件。然以下实施例中所述的装置、元件及程序步骤，仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。

图1为根据本发明的一实施例绘示的检测装置100的透视示意图，其包含一采样件102以及一反应卡匣104。采样件102包含一采样管114、用以储存各种液态试剂的一储存器112、以及内设有一吸收材料122的一吸收区120。吸收区120为具有一开孔的中空未密合区域，其中开孔可例如位于吸收区120的下方，以方便置入及取出吸收材料122。吸收材料122可包含具有高吸收性的各种材料，例如棉花、海绵、滤纸等。

采样管114用以吸取待测的液体样品(如血液)。较佳地，采样管114通过毛细作用进行取样。在所采样的样品为血液的实施例中，储存器112可根据所要检测的成分(例如葡萄糖、胆固醇、或特定病毒的含量等等)，而储存各种可与血液样品反应的液态试剂，例如抗体溶液、反应酵素溶液等。储存器112中所储存的液态试剂可通过铝箔(图1未绘示，请参考图4B中的元件416)加以密封。应了解，除了铝箔之外，也可采用易形变且可提供液体密封功能的其他材料，例如塑料膜或经防水处理的纸材等。当采样件102置入反应卡匣104的过程中，上述铝箔将由反应卡匣104通过摩擦或刮除等方式轻易地移除。

此外，采样件102可更包含一手持部110，以方便使用者操作。手持部110较佳为一弧形结构，然也可为其他利于使用者握持或施力的形状。

继续参考图1，反应卡匣104包含一外壁140，其定义一内部空间，且外壁140具有通往内部空间的2个入口142及144。在内部空间中，反应卡匣104更包含一内壁150、一内壁152、一内壁154、一内壁156、一内壁158、一第一空间130、一第二空间132、及一第三空间134。第一空间130、第二空间132、及第三空间134具有容纳液体的功能。

第一空间130具有方向朝上的第一开口131，且第二空间132具有方向与第一开口的方向垂直的一第二开口133。第一空间130及第二空间132的相对位置配置为当转动反应卡匣104时，第一空间130中的液体可流动至第二空间132。在图1所示的实施例中，可通过顺时针转动反应卡匣104，使第一空间130中的液体在重力作用下经由内壁152流入第二空间132。内壁154延伸自第二空间132，用以在液体自第一空间130进入第二空间132的过程中，避免液体的泄漏。第三空间134位于第一空间130之下且具有方向与第一开口的方向相同的一第三开口134。内壁156连接第二开口132及第三开口134，以提供第二空间132及第三空间134之间的一液体流通通道。

如图1所示，内壁150设置于入口142及144之下，当采样件102自入口142及144插入反应卡匣104内，内壁150可用以导引及定位采样件102的插入。应了解，内壁150所设置的位置及角度将随采样件102的结构不同而有所不同。另一方面，内壁158连接至第三空间134，用以在当采样件102插入反应卡匣104时，提供第三空间134与吸收区120之间的一液体流通通道。

当采样件102插入反应卡匣104时，采样件102背部的铝箔可很轻易地被掀起及去除，而使储存器112中的液态试剂及采样管114中的液体样品流入第一空间130。液态试剂及液体样品在第一空间130混合及反应后，可转动反应卡匣104以通过重力的导引而使液态试剂及液体样品的混合物进入第二空间132，并可在第二空间132进行光学量测(例如测定其光学密度(OpticalDensity，O.D.))以分析此液体混合物的特性。接着，转动反应卡匣104，使液态试剂及液体样品的混合物可通过重力的导引而经由内壁156进入第三空间134，其中第三空间134的内部表面事先涂布一反应物材料(例如抗体或酵素等)，使得液体样品、液态试剂、及反应物材料可在第三空间134混合及反应。接着，再次转动反应卡匣104，使液体样品、液态试剂、及反应物材料三者的混合物经由内壁156再次回到第二空间132，以进行第二次的光学量测。量测结束后，转动反应卡匣104使液体混合物经由内壁156及158而流入采样件102中的吸收区120，使液体混合物由吸收区120中的吸收材料122吸收而可轻易地移除。

采样件102与反应卡匣104结合后，可置入一检测仪器(图未示)，此检测仪器用以根据一预先设定的流程转动反应卡匣104，使液体样品、液态试剂、及反应物材料可依预定顺序进行混合及量测。因此，反应卡匣104可更包含一防错件(error-proof)160，用以避免反应卡匣104以错误方向置入检测仪器。在一实施例中，防错件160为与外壁140相连的一突出物。

反应卡匣104的材质可例如为玻璃、树脂、或其他各种透明材料，且可使用各种熟此技术者所熟知的方法制作，例如注塑成形技术(Injection-Molding)等。在一实施例中，反应卡匣104以一体成型的方式制作。

图2及图3根据本发明一实施例而分别绘示图1中反应卡匣104的透视立体图及局部放大立体图，用以更清楚地显示反应卡匣104的内部结构。由图2及图3可看出，通过多个内壁的设置，在反应卡匣104内部分隔出第一空间130、第二空间132、及第三空间134。内壁152为构成第一空间130的其中一内壁，内壁154延伸自第二空间132，而内壁156连接第二空间132及第三空间134。

图4A及图4B分别为依据本发明一实施例的检测装置400的正视及后视的实物照片所绘制的附图。在此实施例中，检测装置400所包含的采样件402以及反应卡匣404由透明材料所制成，且采样件402更包含用以密封液态试剂的铝箔416。

图5为根据本发明一实施例所绘示的一透视示意图，用以说明采样件502与反应卡匣504的组合方式。在插入反应卡匣504之前，采样件502内部储存有密封的液态试剂及所采样的液体样品，另一方面，反应卡匣504的第三空间534涂布有一反应物材料(如抗体)。当采样件502以图5中所示箭头方向插入反应卡匣504内，采样件502背部的密封材料(如铝箔)将由反应卡匣504的外壁刮除，使液态试剂及液体样品流入反应卡匣504的第一空间530中。

图6为根据本发明一实施例所绘示的使用图1所示的检测装置来检测液体样品的方法流程图，而图7A-图7F绘示根据图6的流程图所进行的各检测步骤的示意图。以下将同时参考图6及图7A-图7F对本发明一实施例的方法进行说明。

首先，在步骤S600中，将液态试剂储存于采样件中并使用采样件吸取液态样品，并将反应物材料涂布于反应卡匣中第三空间的表面。接着，参考图6及图7A，在步骤S610，将采样件702插入反应卡匣704中，使采样件702中液态试剂与液态样品以图7A中箭头所示方向流入反应卡匣704中的第一空间730中。接着，在步骤S620中，摇动反应卡匣704，使液态试剂与液态样品可均匀混合及反应为一第一混合物770。此外，由图7A可看出，反应卡匣704的第三空间734中涂布有反应物材料780，其中反应物材料780为一不具流动性的涂膜，因此不会随反应卡匣704的转动而产生流动。在一实施例中，可采用涂抹或喷涂的方式形成反应物材料780于第三空间734的表面。

接着，参考图6及图7B，在步骤S630中，将反应卡匣704以顺时针方向转动，使液态试剂与液态样品的第一混合物770以图7B中箭头所示方向流入反应卡匣704中的第二空间732。在一实施例中，步骤S630的顺时针方向转动角度为约70度至110度，较佳为90度，然不在此限。接着，在步骤S640中，对第二空间732中的第一混合物770进性一光学量测。在一实施例中，步骤S640以660nm波长的光，量测第二空间732中的第一混合物770的光学密度。接着，参考图6及图7C，在步骤S650中，将反应卡匣704以逆时针方向转动，使第一混合物770以图7C中箭头所示方向流入反应卡匣704中的第三空间734。在一实施例中，步骤S650的逆时针方向转动角度为约70度至110度，较佳为90度，然不在此限。

接着，在步骤S660中，摇动反应卡匣704，使第一混合物770与第三空间734中的反应物材料780充分混合及反应而形成一第二混合物770’。接着，参考图6及图7D，在步骤S670中，将反应卡匣704以顺时针方向转动，使液态试剂、液态样品、及反应物材料所形成的第二混合物770’流入反应卡匣704中的第二空间732。在一实施例中，步骤S670的顺时针方向转动角度为约70度至110度，较佳为90度，然不在此限。接着，在步骤S680中，对在第二空间732中的第二混合物770’进行与步骤S640相同的光学量测。在一实施例中，步骤S680以660nm波长的光，量测第二空间732中的第二混合物770’的光学密度。步骤S640及S680所量测的光信号可转换为电信号，并进行后续的分析及比较程序，以据此推算出液态样品中特定成分的比例或浓度。由于步骤S640及S680均在第二空间732中进行光学量测，因此可消除例如由反应卡匣的外壁材料所造成的背景杂讯。

接着，参考图6、图7E及图7F，在步骤S690中，将反应卡匣704以逆时针方向缓慢地旋转，使第二混合物770’先流入第三空间734、再流入采样件702中的吸收区720，而由吸收区720中的吸收材料722所吸收，以避免废液溢出而造成环境污染或危害人体。在一实施例中，步骤S690的逆时针方向转动角度为约160度至200度，较佳为180度，然不在此限。

在上述检测过程中，反应卡匣704的转动可通过一检测仪器根据一预定规则而自动地进行，使本发明的液态试剂、液态样品、及反应物材料可依照预先设定的顺序移动至反应卡匣704中的不同空间以及依序进行各种反应及量测步骤。因此，图6及7A-图7F所示的方法可减少使用者直接参与的步骤，举例来说，使用者不需在检测过程中进行试剂填加的步骤。另一方面，即使没有使用检测仪器而改用手动操作，由于上述实施例中的方法的每次转动可均为约90度或约180度，因此操作上也相当简单而不易出错。此外，检测结束后所剩下的废液，也可轻松地通过转动反应卡匣704而收集及处理。简言之，上述实施例中的检测装置及检测方法不但可提高检测方便性、可避免人为操作的疏失、也可安全且简便地收集及处理废液。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的权利要求内。

Claims (11)

1.一种用于生化检测的反应卡匣，包含：

外壁，该外壁定义一内部空间；

第一空间，用以容纳一液体，且具有方向朝上的第一开口；其特征在于，该反应卡匣还包含：

第一内壁，其为构成该第一空间的其中一内壁；

第二空间，具有第二开口，其中该第二开口的方向与该第一开口的方向垂直，其中该第一空间及该第二空间配置使得当转动该反应卡匣时，在该第一空间的该液体经由该第一内壁流动至该第二空间；

第三空间，位于该第一空间之下且具有第三开口，其中该第三开口的方向与该第一开口的方向相同；以及

第二内壁，连接该第二开口及该第三开口，以提供该第二空间及该第三空间之间的一液体流通通道，

其中该第一空间、该第二空间、该第三空间、该第一内壁及第二内壁均设置于该内部空间中，该外壁包含至少一入口，在该第一空间之上。

2.如权利要求1所述的反应卡匣，其中该反应卡匣由一透明材料所制成。

3.如权利要求1所述的反应卡匣，还包含突出物，其连接至该外壁，用以避免该反应卡匣以错误方向置入一检测仪器。

4.一种用于生化检测的检测装置，包含：

如权利要求1所述的反应卡匣；以及

采样件，用于插入该反应卡匣中，该采样件包含：

采样管，用以吸取一液态样品；

吸收区，其内部设置有一吸收材料；以及

储存器，用以储存一液态试剂，

当该采样件插入该反应卡匣时，该储存器中的液态试剂及该采样管中的液体样品流入该反应卡匣的该第一空间。

5.如权利要求4所述的检测装置，其中该采样件经由该入口插入该反应卡匣内，且该反应卡匣还包含：

第三内壁，与该第三空间连接，用以提供该第三空间与该吸收区之间的一液体流通通道；以及

第四内壁，设置于该入口之下，用以导引该采样件插入该反应卡匣。

6.如权利要求4所述的检测装置，其中该采样件的该储存器使用一铝箔进行密封，且该铝箔于该采样件插入该反应卡匣的过程移除。

7.一种使用如权利要求4所述的检测装置的生化检测方法，包含以下步骤：

(a)储存一液态试剂在该储存器中；

(b)以该采样管吸取一液体样品；

(c)插入该采样件在该反应卡匣中，使该液体样品及该液态试剂流入该第一空间，其中该液体样品及该液态试剂反应形成一第一混合物；

(d)旋转该反应卡匣使该第一混合物流入该第二空间；

(e)对在该第二空间中的该第一混合物进行一光学量测；

(f)旋转该反应卡匣使该第一混合物流入该第三空间，其中该液体样品、该液态试剂、及在该第三空间中的一反应物材料反应形成一第二混合物；

(g)旋转该反应卡匣使该第二混合物流入该第二空间；以及

(h)对在该第二空间中的该第二混合物进行该光学量测。

8.如权利要求7所述的生化检测方法，还包含以下步骤：

(i)旋转该反应卡匣，使该第二混合物流入该采样件的该吸收区中。

9.如权利要求8所述的生化检测方法，其中该步骤(d)将该反应卡匣以顺时针方向转动而使该第一混合物流入该第二空间，该步骤(f)将该反应卡匣以逆时针方向转动而使该第一混合物流入该第三空间，该步骤(g)将该反应卡匣以顺时针方向转动而使该第二混合物流入该第二空间，以及该步骤(i)将该反应卡匣以逆时针方向转动而使该第二混合物流入该采样件的该吸收区中。

10.如权利要求9所述的生化检测方法，其中该步骤(d)的顺时针方向转动角度为约70度至110度，该步骤(f)的逆时针方向转动角度为约70度至110度，该步骤(g)的顺时针方向转动角度为约70度至110度，以及该步骤(i)的逆时针方向转动角度为约160度至200度。

11.如权利要求7所述的生化检测方法，在步骤(c)之前还包含以下步骤：

涂布该反应物材料于该第三空间的表面。

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