CN102215965A - 一次性盒子和在血液分析器上用于血液分析的使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于血液分析的一次性盒子(10)，其包括：外壳(20)，所述外壳具有上面板(22)和带有充注入口(94)的一取样区(70)；外壳的上面板(22)凹陷形式的至少一对腔室(30，32，34，36)，其由膜片(39)密封；腔室(30，32，34，36)上方的膜片(39)部分是柔性的；和适于使该成对腔室相互连接的一个或更多个通道(50，52，54，56)；其中一个腔室容纳预定量的用于血液分析的试剂；和紧挨着该容纳试剂的腔室设置并与之相连接的样本出口(60)，样本出口(60)包括从上面板(22)凹进的出口空腔(69)、设置在其中的隔离部和覆盖出口空腔(60)的盖(61)；样本出口将试剂密封到容纳试剂的腔室。还披露了在血液分析器上使用该一次性盒子测量血液参数的方法。

Description

一次性盒子和在血液分析器上用于血液分析的使用方法

技术领域

本发明涉及一种一次性盒子和在血液分析器上用于测量血液样本的使用方法。

背景技术

各种各样的血液分析器，从医院的高档、大容量、高速、完全自动化的仪器到用于医生诊所的低端、小的柜台面仪器，在市场上都是可以买得到的。几乎所有这些仪器本身都具有多种试剂和清洁剂，用于在仪器上自动进行样本制备和测量。虽然这些血液分析器具有很多已知的优点，例如大容量、批量样本分析、自动样本吸出和制备以及自动清洁循环等，但是这些仪器成本较高，且使用的试剂量大，需要对仪器进行高的维护以及需要试剂库存管理。所以，难以在需要最低维护保养、最少人员培训和操作技能的近病人测试环境、例如急诊室中采用这些仪器。

近年，为了满足这种近病人测试的需要，已经开发了容纳有用于一次样本分析的试剂的一次性盒子和适于使用这样的一次性盒子的血液分析器。

美国专利No.7,335,339公开了一种一次性盒子，其具有用于针对不同的测量进行血液取样或隔离的回转阀和容纳有用于血液分析的预充注试剂的两个缸。试剂与血液的混合通过位于各缸中的活塞进行。这种盒子结构复杂，制造成本高。在这种盒子中，预充注试剂通过回转阀与盒子的其他部分分开，回转阀本身是运动部件。盒子没有包含清洁剂，仪器上的测量设备通过提供给仪器的清洁液清洁。

WO 2004/045770A1公开了一种一次性盒子，其包括通过外壳表面凹陷形成并由膜片密封的多个插孔和使所选定的插孔相互连接的多个通道。盒子的两个插孔容纳有稀释剂，一个插孔容纳有溶血剂，另一个插孔容纳有清洁剂。该盒子具有适于接收毛细管保持器的细长孔，所述毛细管保持器特别设计成能与盒子一起使用，用于接收和容纳将血液传送至盒子内的毛细管或微量吸管。一部分血液由一滑阀分开，与第一稀释剂混合，形成第一稀释血液，然后该稀释样本被滑阀分成两部分，一部分与第二稀释剂混合，形成第二稀释样本混合物，用于红血球测量，另一个部分与溶血剂混合，形成溶解样本混合物，用于白细胞测量。第二稀释样本和溶解样本混合物通过穿透盒子两相对侧上的密封开口进入血液分析器的针从盒子抽出。

尽管这种盒子的优点在于其通过在选定的插孔上交替施加压力而混合的方法简单，但是，它具有几个缺点，使之难以应用。这种盒子在运输期间缺乏对液体试剂的可靠密封。仅仅通过滑阀来阻止液体试剂流入其他部分，而滑阀本身为运动部件。液体试剂容易从与滑阀的交接面泄漏出去，导致对滑阀的潜在化学污染，而该滑阀本意上是要分离不同部分的血液到不同的试剂，并导致测量误差，因为预充注试剂决定了稀释比率并最终决定所测量的血细胞浓度。

此外，这种盒子需要依次两个步骤的稀释，所以，消耗更多的稀释剂，并且花费更长的时间去制备样本混合物。可以理解，测量精度不仅依赖于第二步骤的混合，也依赖于第一步骤稀释时混合的完成和质量。此外，这种盒子需要专用工具，即用于充注血液的毛细管保持器，这也增加了制备样本所用的总时间，因为对于待测试的各血液，这都需要操作者将玻璃毛细管插入到保持器中。这也增加了产生伤害的危险，因为在插入过程中如果没有适当对准，薄玻璃管可能会破碎，增大操作者对生命危害材料的暴露。另外，这种盒子也需要血液分析仪的复杂交接面。因为是从盒子的两个相对侧抽取样本混合物，所以，盒子必须处于水平位置，施加压力的装置位于盒子和在两侧抽取样本混合物的装置的上方。由于具有这种结构，所以难以避免潜在抽取气泡到与细胞计数装置相连的导管中。

所以，希望提供一种改进的一次性盒子，能够确保容纳于盒子中的试剂在储存、运输期间的密封，从而避免装置内部的交叉污染，改善血液测量精度。还希望具有一种盒子，其提供单步骤稀释，用于为红血球和白细胞两种测量制备样本混合物，工序简单，制备时间短。此外，所希望的是提供一种盒子，其能够由血液分析器的简单交接面支撑。此外，还希望提供一种盒子，操作者使用方便、安全，需要的培训和技能最低。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种用于血液分析的一次性盒子。在一个实施例中，该一次性盒子包括：外壳，其具有带有取样区的上面板，所述取样区具有充注入口；外壳上面板凹陷形式的至少一对腔室，其由膜片密封；膜片覆盖腔室的部分是柔性的；和一个或更多个适于将成对的腔室互连在一起的通道；其中一个腔室容纳预定量的用于血液分析的试剂；和紧挨着该容纳试剂的腔室设置并与之相连接的样本出口。样本出口包括从上面板凹进的出口空腔、设置在其中的隔离部和覆盖出口空腔的盖，样本出口将所述试剂密封到容纳试剂的腔室。该一次性盒子还包括其中容纳有清洁液的清洁腔和紧挨着清洁腔设置并与之相连接的清洁出口。清洁出口将所述清洁液密封至清洁腔。

该一次性盒子还包括设置在取样区内的取样滑橇(sled)，其可在充注位置与冲洗位置之间滑动。取样滑橇包括平的上表面和该平的上表面上凹陷形式的取样空腔。当位于充注位置时，取样空腔与充注入口流体连通，当位于冲洗位置时，取样空腔与适于将成对的混合腔室互连在一起的一个或更多个通道流体连通。

在一个实施例中，膜片密封外壳上面板的上侧，并保持膜片与上面板上侧之间的空间在通气口上方。盒子还包括在通气口周围从上面板隆起的通气唇部，用以保持膜片与通气口之间的距离。此外，该盒子还可包括配置在通气口内的一对电极，其上端位于上面板上，用于电连接。电极起血液传感器的作用。

在另一方面，本发明涉及一种利用本发明的一次性盒子制备用于测量血细胞的血液样本的方法。该方法包括：提供如上所述的一次性盒子；通过充注入口将血液充注到盒子的取样区中；通过刺穿元件刺穿样本出口中的隔离部，通过一个或更多个通道在成对的腔室中的第一腔室和第二腔室之间建立流体连通；利用取样滑橇隔离一定体积的血液；在第一腔室上方的膜片的一部分上施加一压力，使得试剂流过取样区，并将所隔离的一定体积的血液冲到第二腔室中；以及在第一腔室和第二腔室之间交替施加压力，使试剂和血液往复流动进行混合，从而获得样本混合物。

该方法还包括通过用于样本混合物的一个或更多个测量的血液分析器中的血液测量装置的导管，将样本混合物穿过样本出口抽取到血液测量装置中。此外，该方法还包括将容纳于盒子的清洁腔中的清洁液抽取到血液测量装置中，以清洁血液测量装置，以及将用过的样本混合物通过导管穿过样本出口回流至盒子的腔室。

在另一个实施例中，该一次性盒子还包括：外壳上面板凹陷形式的第二对腔室，所述第二对腔室由膜片密封；膜片在腔室上方的部分是柔性的；和另外一个或更多个适于将所述第二对腔室互连在一起的通道；其中所述第二对腔室中的一个容纳预定量的用于血液分析的第二试剂；和紧挨着该容纳第二试剂的腔室设置并与之相连接的第二样本出口。第二样本出口包括从上面板凹进并由一盖覆盖的出口空腔和设置在其中的隔离部，第二样本出口将第二试剂密封到容纳第二试剂的腔室。两个样本出口都位于这些对腔室的同一侧上。

在该实施例中，取样滑橇还包括该平的上表面上的凹陷形式的第二取样空腔。当位于充注位置时，第二取样空腔与充注入口流体连通，当位于冲洗位置时，第二取样空腔与适于将所述第二对腔室互连在一起的通道流体连通。

关于该实施例，该方法还包括：利用取样滑橇隔离第二体积的血液；通过第二刺穿元件刺穿第二样本出口中的隔离部，通过另外的通道在所述第二对腔室中的第一腔室和第二腔室之间建立流体连通；在所述第二对腔室的第一腔室上方的膜片的一部分上施加一压力，使得第二试剂流过取样区，并将所隔离的第二体积的血液冲到所述第二对腔室的第二腔室中；以及在所述第二对腔室的第一腔室和第二腔室之间交替施加压力，使第二试剂和第二体积的血液往复流动进行混合，从而获得第二样本混合物。

从下文的描述并结合附带的显示了本发明的示例性实施例的视图中，本发明的优点将变得显而易见。

附图说明

图1是本发明的一次性盒子的透视图。

图2是图1所示的一次性盒子的仰视图，其中没有底部膜片；和图2A是一次性盒子的底部，其中取样滑橇和取样衬垫从盒子上移除。

图3是图1所示的一次性盒子的俯视图。

图4和4A分别是图1所示的一次性盒子的取样滑橇的俯视和仰视透视图。图4B显示了位于取样滑橇与盒子的上面板下侧之间的卡扣配合机构的一部分。

图5和5A分别是图1所示的一次性盒子的取样衬垫的俯视和仰视透视图。

图6和6A是一次性盒子的取样区的示例性视图，其中取样滑橇分别位于充注位置和冲洗位置。

图7是一次性盒子的取样区沿图6的线2-2′剖取的放大横截面视图，显示了充注入口、第一和第二取样空腔与排放孔之间在充注位置时的连通。图7A显示了充注了血液样本之后的取样区。图7B显示了其中盒子具有在通气口75内配置的一对电极作为血液传感器的实施例。

图8-8B是第一样本出口的示例性横截面视图，显示了刺穿针的两段式结构和与样本出口的相互作用。

图9是本发明一个实施例的血液分析器的透视图，该血液分析器上使用了该一次性盒子，其中活动门形式的盒子接收交接面位于开启位置。图9A是图9所示血液分析器的盒子接收交接面在水平开启位置的正面透视图。

图10是本发明另一个实施例的血液分析器的透视图，该血液分析器上使用了该一次性盒子，其中活动托盘形式的盒子接收交接面位于开启位置。

图11是图9所示血液分析器的盒子接收交接面在水平开启位置的正面透视图，所述血液分析器具有放置在盒式隔室内的一次性盒子。

图12是一次性盒子与血液分析器的血液测量组件的盒子交接面的刺穿元件之间配合的示例性视图。

图13和13A是血液分析器的压力混合组件的柱塞的交替运动的示例性视图，所述柱塞在所选择的混合腔室上施加压力。

图14和14A是一次性盒子的示例性视图，显示了第一对混合腔室内的第一样本混合物和第二对混合腔室内的第二样本混合物在制备用于在血液分析器中进行红血球和白血球测量的血液样本工艺期间的运动。

应该注意到，附图中，同样的参考标记表示同样的部件。

具体实施方式

在一个方面，本发明提供一种用于在血液分析器中测量血液样本、尤其是血液学测量的一次性盒子。

参见图1-3，在一个实施例中，一次性盒子10包括外壳20，外壳20包括上面板22和侧壁24a-24d。在所示的实施例中，外壳20具有带有中空下侧的矩形块的形状，长度约为8cm，宽度约为5cm，高度约为1cm。一次性盒子包括外壳20的上面板22凹陷形式的多个腔室或插孔和适于连接所选择的腔室的多个通道，所述多个腔室或插孔由膜片密封。由于这些腔室中的一些腔室用于用试剂混合血液，所以在这里它们也被称为混合腔室。在所示的实施例中，一次性盒子10具有第一对混合腔室30、32和第二对混合腔室34、36以及清洁腔38。所有这些腔室都是采用外壳20的上面板22凹陷的形式，并由膜片39密封。在一个示例性实施例中，混合腔室长度约为2.2cm，宽度约为1.6cm，深度约为0.8cm。

优选地，各个腔室具有从上面板22的上侧22a隆起的脊部(boarder)，例如，高度大约为0.5mm到2mm。当膜片39密封在上面板上时，膜片热熔焊在所述脊部上以确保腔室的密封。在所示的实施例中，膜片39密封上面板22的整个上表面，该整个上表面被称为盒子10的上侧。应当明白，膜片是各个腔室的一个整体部分。做为选择，各凹陷处也可以由单独的膜片密封。如图1所示，凹陷上方这些区域中的膜片39为拱顶形(从上面板22偏离)。膜片或者位于如图所示腔室32、34和38处的上面板22上方，因为这些腔室充注有如下所述的液体试剂，或者当这些腔室是空的时候，膜片基本上搁置在如图所示腔室30和36处的凹陷表面上。凹陷上方区域的膜片是柔性的。

第一对混合腔室中的一个腔室，例如腔室32，充注有预定体积的血液稀释剂。第二对混合腔室中的一个腔室，例如腔室34，充注有预定体积的溶解试剂。稀释剂和溶解试剂用于制备用于在血液分析器中测量的血液样本，这将在下文进一步描述。此外，清洁腔38充注有清洁液。

稀释剂和溶解试剂都是用于血液学分析的试剂，这是本领域中已知的。血液稀释剂是用于稀释血液样本的等渗性水溶液，用以测量血液样本的红血球和血小板。溶解试剂包含溶血剂，典型为一种或更多种表面活性剂，用以溶解红血球，但又保存一定程度的白血球，这使得可以对白血球进行计数和尺寸测量。清洁液通常包含表面活性剂，并且也可以包含酶。

如图2所示，每个腔室在底部还具有底孔，即孔40、42、44、46和48。在制造盒子10时，首先将膜片39密封到上面板22上，然后将稀释剂和溶解试剂通过孔42和44充注到腔室32和34中，将清洁液通过孔48充注到腔室38中。在充注之后，所有底孔用另一膜片密封。该膜片可以密封在侧壁24a至24d的底部边缘周围，所以，它密封盒子10的整个下侧。该密封机构结构简单，制造装配工艺成本低。整体膜片结构免除了通常现有技术装置中所用的多个橡胶塞的使用，避免了橡胶部件和试剂之间的潜在相容性问题，尤其是在延期储存期间。

外壳20由对稀释剂和溶解试剂中使用的化学品惰性且与这些试剂和血液相容的合成聚合材料制成。本领域中已知的各种适合的材料都可以用于本发明目的。在一个示例性实施例中，使用聚丙烯用于模塑外壳。膜片39和用于密封盒子10的底侧的第二膜片由一柔性的、与这些试剂和血液相容的薄层合成聚合材料制成。优选地，膜片是透光的。本领域中已知的各种适合的材料都可以用于本发明目的。在一个示例性实施例中，使用一叠置聚酰胺/聚丙烯薄膜作为膜片。

如图3所示，盒子10包括适于将混合腔室互连在一起的多个通道，详细描述如下。在所示的实施例中，这些通道由外壳20的上面板22上的凹槽或其凹陷形成，凹槽的上侧由膜片39密封，以形成通道。关于该结构，作为外壳20的上面板22的一个整体部分，通过模制可以方便地制造凹槽。优选地，各个通道还具有从上面板22的上侧22a隆起的脊部，同样高度的脊部环绕这些腔室。当膜片39密封在上面板上时，膜片热熔焊在通道的脊部上以确保通道的密封。

如图1和3所示，盒子10具有取样区70，所述取样区70具有充注入口94和外部密封通气口75(参见图2A和3)。外壳20的上面板22具有充注边沿开口74(参见图1和2A)，充注边沿开口74内插有取样衬垫90的充注边沿94a，参照图5，这将在下文详细描述。如图1和3所示，盒子10具有在通气口75周围的从上面板22的上侧22a隆起的通气唇部75a。在所示的实施例中，唇部75a具有半球形状，其高度与腔室周围的脊部相同。通气唇部也可以具有其他适合的形状或结构，优选地，它具有开口结构，不完全包围在通气口周围。当膜片39密封整个上面板22时，膜片仅熔接在环绕腔室和通道的所述脊部上，所以，膜片与上面板22的上侧22a在上面板其他区域上具有空间。该空间72存在于取样区70中，通气唇部75a还确保膜片与通气口75之间的距离，如图7所示。该密封结构为盒子提供了一外部密封排放机构，该独特结构特征将在下文中参照血液充注描述。作为选择，如果膜片熔接在上面板22的整个上侧，上面板22在通气口75周围的区域可以略微凹进，这在膜片与通气口之间形成一空间。膜片39在充注边沿开口74上方留有一开口，血液样本通过充注入口94可以充注到盒子中，正如下文所述。

可选择地，盒子10也可以具有一对配置在通气口75内部的电极76a和76b，起到血液传感器的作用，如图7B所示。电极的上端76a′和76b′位于上面板22上或者位于外壳20的侧壁(其形成电极交接面)上，该电极交接面露出来，用于电接触，其周围通过膜片39密封。电极交接面适于当血液分析器使用该盒子时，连接到血液分析器的盒子交接面中的检测器上。

如图所示，通道50的第一端连接于混合腔室30，通道52的第一端通过样本出口60连接于混合腔室32。类似地，通道54的第一端通过样本出口64连接于混合腔室34，通道56的第一端连接于混合腔室36。通道50、52的第二端彼此紧挨着，通道54、56的第二端彼此紧挨着。这四个通道的第二端设置在取样区70中，邻接充注入口94。在第二端处，这四个通道中的每个在凹槽底部都具有一开口，分别是图3所示的50a、52a、54a和56a。通过设置在取样区中的取样衬垫，通道50和52流体连通，通道54和56流体连通，这将在下文详细描述。

优选地，一次性盒子10还包括一用于识别特定盒子的条形码。在图1所示的实施例中，使用了二维条形码79。条形码可以包含所希望的产品信息，例如盒子中充注的稀释剂或溶解试剂的批号。

一次性盒子10包括取样滑橇80，如图2所示，所述取样滑橇80设置在外壳20的取样区70中。图4和4A分别显示了取样滑橇80的俯视和仰视透视图。如图所示，取样滑橇80具有平的上表面82、第一取样空腔86和第二取样空腔88。两个取样空腔都为上表面82上的凹进形式，并且均具有预定容积。取样空腔86用来隔离一预定体积的血液样本，用于红血球测量。取样空腔88用来隔离一预定体积的血液样本，用于白血球测量。在一个示例性实施例中，取样空腔86具有约0.1微升的容积，取样空腔88具有约5微升的容积。因为血液样本中的红血球的浓度显著高于白血球的浓度，所以取样空腔86显著小于取样空腔88。

取样滑橇80包括一推进器交接面84，所述推进器交接面可以通过位于侧壁24a上的推进器窗口29触及(参见图1和2)。当盒子10放入血液分析器中时，血液分析器的滑橇推进器160(如图6和12所示)推在推进器交接面84上，以将取样滑橇80从充注位置移动至冲洗位置，这将在下文进一步描述。取样滑橇80在其背部还包括一组加强肋81。取样滑橇80由与血液和盒子中使用的试剂相容的合成聚合材料制成。本领域中已知的各种适合的材料都可以用于本发明目的。优选地，使用聚碳酸酯制造滑橇。

此外，取样滑橇80还包括两个细长缝隙83和85，两个细长缝隙都为取样滑橇80与外壳20的上面板22下侧22b之间的卡扣配合机构的母扣部分。如图2和2A所示，外壳20的取样区70具有两对从上面板22下侧22b伸出的凸形元件26，用于与取样滑橇80的卡扣配合。如图4B所示，一旦取样滑橇80卡扣配合到上面板22下侧上，滑橇就被凸形元件26紧紧地保持。但是，当取样滑橇80被推进器推动时，其可在细长缝隙83内滑动。

图2A显示了盒子10的仰视透视图，其中取样滑橇80从盒子上移除。如图所示，外壳20的取样区70具有上面板22下侧上凹进形式的衬垫座28，用于承坐如下所述的取样衬垫90。此外，通道50、52、54和56各自的通道开口50a、52a、54a和56a以及充注开口74和通气口75都位于衬垫座28上。

盒子10包括如图5和5A所示的取样衬垫90，其设置在衬垫座28内部。取样衬垫90具有一平的上表面91，当安装取样取样衬垫90时，该上表面91直接靠在位于外壳20的上面板22下侧的衬垫座28上。取样衬垫90包括由一环形充注边沿94a环绕的充注入口94，该环形充注边沿具有与外壳20的充注边沿开口74的内径互补的外径。充注边沿94a插入到充注边沿开口74中，所以，可以从盒子10的上侧直接到达取样衬垫90的充注入口94，以便充注血液样本。取样衬垫90还具有排放孔95，所述排放孔与外壳20的上面板22上的通气口75对齐。

取样衬垫90由与血液和盒子中使用的试剂相容的弹性材料制成。本领域中已知的各种适合的弹性材料都可以用于本发明目的。优选使用硅酮。在尺寸上，取样衬垫90的厚度大于衬垫座28的深度，所以，取样衬垫90的下表面92从衬垫座28伸出，并直接靠在取样滑橇80的平的上表面82上。

取样衬垫90包括：第一通孔96，其位于通道50和52的通道开口50a和52a的下方并与之对齐；和第二通孔98，其位于通道54和56的通道开口54a和56a的下方并与之对齐。由此，通道50和52通过第一通孔96相连，从而使所述第一对混合腔室30和32之间流体连通。同样，通道54和56通过第二通孔98相连，从而使所述第二对混合腔室34和36之间流体连通。

如图5A所示，取样衬垫90具有一平的下表面92，其与取样滑橇80的上表面82直接接触。在下表面92上，设有从充注入口94的外侧延伸到排放孔95的外侧的细长凹部97。由于取样衬垫90的平的下表面92靠在取样滑橇80的平的上表面82上，所以凹部97形成一血液充注空间。

图6和6A示出了本发明的一次性盒子的样本容积隔离机构。在图6中，取样滑橇80位于充注位置4A，在图6A中，取样滑橇80移动至冲洗位置4B，参见取样滑橇80的线2-2′的相对位置。在如图6所示的充注位置4A，充注入口94、排放孔95和取样滑橇80的第一和第二取样空腔86和88全部与取样滑橇80的线2-2′对齐。由此，当血液8通过充注入口94充注时，血液8流入第一取样空腔86和第二取样空腔88，并充注到凹部97中(参见图6阴影区域)。

在图7中可进一步观察到充注入口94、凹部97、第一和第二取样空腔86和88与排放孔95之间的连通，图7显示了沿图6线2-2′剖取的横截面视图。在充注期间，盒子处于水平位置，充注入口94处于如图7所示的直立位置(也参见图11)。正如前面所述的，通气唇部75a在通气口75周围而在膜片39与上面板22的上侧22a之间保持一定距离，膜片39和上面板22的上侧之间存在一空间72。该空间的高度大约为1mm。图7B显示了充注了血液样本之后的取样区的横截面视图。可以利用市场上可买到的微量吸液管，例如20μl或40μl的微量吸液管充注血液样本。如图7B所示，当20μl的血液8通过充注入口94充注时，血液充注到取样空腔86、88和凹部97中，并进一步充注到通气口75中，少量血液进入紧挨着通气口75上方的空间72。在充注期间，空腔86、88和凹部97的空间内的空气通过通气口75释放到空间72中。所以，取样空腔中不存在气泡。应当明白，虽然膜片39被密封到上面板22上，但是空间72足够用于从空腔86、88和凹部97中的空间释放空气。

可以领会，盒子10的外部密封排放机构提供了对空气的足够排放，但防止了血液排出到盒子的外部，从而使血液样本测量期间对生物危害材料的潜在污染减到最小。此外，该外部密封排放机构提供了对在样本过量充注情况下血液从通风口向上溢出的安全保护。进一步可以领会，万一过量充注严重，上面板22上方的空间72会起到缓冲区的作用，用以吸收过量血液，防止血液从充注入口94潜在回溢。

从图7A和7B可以明白，在如图7B所示的实施例中，当充注血液样本时，电极76a和76b将浸入到血液中，这引起电路闭合，由此产生的电信号可以被血液分析器的检测器检测到，并可以用于系统控制，用以监视或控制样本制备过程。

在充注之后，取样滑橇80被推进器160或者被操作人员的手推至如图6A所示的冲洗位置4B。在冲洗位置，取样衬垫90的第一和第二通孔96、98与取样滑橇80的线2-2′对齐。可以理解，当取样滑橇80的第一和第二取样空腔86和88离开凹部97时，第一和第二空腔86和88上方的血液被取样衬垫90的凹部97的边缘97a靠着取样滑橇80的平的上表面82剪切下来。由此，一预定体积的血液被切断或隔离在第一取样空腔86中，以便进行红血球测量，以及一预定体积的血液被切断或隔离在第二取样空腔88中，以便进行白血球测量。

利用本发明的一次性盒子的样本隔离机构，需要极少量的血液来进行血液样本测量，以便报告全部血球计数(CBC，含有16个血液学参数)。通常，仅有大约20μl的血液使用微量吸液管充注到盒子中。此外，由于充注体积不直接与用于测量的所隔离的样本体积相关，所以，血液样本充注体积上的要求更宽。盒子的充注体积通常具有大约20％的误差范围，所以，操作人员所需的培训和熟练程度最小。此外，血液样本可以使用市场上可买到的微量吸液管直接充注，不用使用织物擦净保留在移液管外面的血液以避免由血液过量引起的误差。从而能够防止由织物的使用引起的潜在性颗粒污染。

进一步可以从图6A领会，在冲洗位置4B，通道开口50a和52a通过取样衬垫90的第一通孔96与第一取样空腔86相连，通道开口54a和56a通过取样衬垫90的第二通孔98与第二取样空腔88相连。由此，腔室30和32通过通道50、52流体连通，腔室34和36通过通道54、56流体连通。在该位置，混合腔室32中的血液稀释剂从通道52流出，通过第一取样空腔86流入通道50，其携带第一取样空腔86中的预定体积的血液进入混合腔室30。同样，混合腔室54中的溶解试剂从通道34流出，通过第二取样空腔88流入通道56，其携带第二取样空腔88中的预定体积的血液进入混合腔室36。

现在参照图1、3、8至8B，一次性盒子10进一步还包括第一样本出口60、第二样本出口64和清洁出口68，样本混合物和清洁液通过这些出口释放到血液分析器的导管中。图8至8B显示了样本出口60及其工作机构的详细结构。如图所示，第一样本出口60包括出口空腔62和盖61，所述出口空腔62从外壳20的上面板22凹进。出口空腔62包括区段62a和区段62b，此两区段由隔离部或薄膜63分开。如图所示，区段62a紧挨着混合腔室32并与之相连接，区段62b与通道52相连接(还参见图3和2A)。在盒子10与血液分析器结合之前，预选充注到混合腔室32中的血液稀释剂保持在腔室32和第一样本出口60的区段62a中，并由薄膜63密封，薄膜63阻止稀释剂流入盒子的其他部分。如图8A和8B所示，当盒子10与血液分析器结合以便测量血液样本时，一刺穿针182刺穿盖61，穿透薄膜63，形成开口63a。当刺穿针182稍微收回(如图8B所示)时，区段62a和62b通过开口63a流体连通，这又使得第一对混合腔室30和32之间流体连通。在混合(这将在下文进一步描述)以后，在由第一取样空腔86隔离的第一体积的血液与血液稀释剂之间形成的第一样本混合物从第一样本出口60通过针182抽取到血液分析器的导管中，以用于测量。

第二样本出口64的结构基本上类似于第一样本出口60，其具有出口空腔，所述出口空腔带有如图3所示由隔离部或薄膜(未显示)分开的两个区段66a和66b。区段66a与混合腔室34相连接，区段66b与通道54相连接。第二样本出口64的操作机构与第一样本出口60中的上述操作机构相同。

两个样本出口60和64都位于混合腔室的一侧上，即在取样区与混合腔室之间。在血液分析器的样本制备工艺过程中，盒子10处于竖直位置，两个样本出口60和64在混合腔室下方，如图12所示。这种结构布置使样本出口中存在气泡的可能性最小，这将在后面进一步描述。

隔离部可以是一与制造外壳时所使用的相同的聚合材料薄层，例如0.2mm到0.3mm厚，其可以通过模塑制成外壳的一个整体部分。但是，隔离部也可以是设置在两个区段之间的单独的部件，例如单独的薄膜件、熔接门。此外，位于两个区段之间的其他适合的替换分割部也可以用于本发明目的。例如，在一个替换中，隔离部紧挨着可刺穿的盖设置，而不是如图8所示位于盖下方。一销配置在隔离部上方，其可被推入以破坏隔离部。另一个替换是使用双孔针。在该设计中，当针穿透薄膜时，下孔浸没到区段62a内所密封的试剂中，上孔留在区段62b内的薄膜上方，于是针本身变成了在两个区段之间连通的导管。

如图8所示，盖61承坐在盖支座61a中，所述盖支座61a从外壳上面板22凹进。由此，盖61周围完全由支座61a环绕并支撑，所述支座在盖61周围提供可靠密封，以防止泄漏。样本出口的盖由弹性材料制成，因此，能够在刺穿针周围提供可靠的密封。弹性材料可与盒子中所使用的试剂和血液相容。本领域中已知的各种适合的弹性材料都可以用于本发明目的。优选使用硅酮。

应当领会，样本出口具有多种功能。一方面，第一或第二样本出口仅将一种试剂密封至一个腔室，限制试剂流入取样区及盒子的其他腔室和通道中。这种限制在使用之前显著地减少了在盒子储运期间泄漏的危险。另一方面，一旦隔离部被刺穿，各样本出口就变成通道的一部分，从而将成对的两个混合腔室互连。此外，样本出口是所制备的样本混合物从盒子抽取到血液分析器中以便测量的口；也是在测量后，所使用的样本混合物通过样本出口回送至盒子的口，这将在下文进一步描述。

清洁出口68结构简单，其具有由一盖覆盖的出口空腔69，所述盖由如上所述的弹性材料制成。出口空腔69为外壳20的上面板22上的凹部，在一侧上延伸，连接于清洁腔38(参见图2和3)。清洁腔38中充注的清洁液可以使用诸如针的刺穿元件，以类似图8B所示的方式，从清洁出口68抽出。

优选地，如上所述的各个出口还具有从上面板22的上侧22a隆起的脊部，同样高度的脊部环绕这些腔室和通道。当膜片39密封在上面板上时，膜片热熔焊在出口的脊部上以密封这些出口。当出口的盖被如上所述刺穿时，盖上方的膜片39也被刺穿。

一次性盒子10用在血液分析器上，这将在下文描述。现在参照图9、9A和13，血液分析器100包括盒子接收交接面120、血液测量组件170、压力致动器组件190、系统控制部200和用户界面210。

在图9和9A所示的实施例中，盒子接收交接面120为门的形式，可使用门铰接件124在关闭位置和开启位置之间活动。图9A显示了处于水平开启位置的盒子接收交接面120。盒子接收交接面120包括门面板122和盒式隔室130，盒式隔室130由在基本上平面的基座134上的两侧壁132a和132b、后壁133和前挡块139形成。在所示的实施例中，基座134为门面板122的内表面，但是，盒式隔室也可以是独立于门面板的单元。盒式隔室130在两侧壁之间的宽度与一次性盒子10的宽度相适应(complimentary)。优选地，在尺寸上，壁的高度136大于盒子的厚度。利用这种结构和尺寸的盒式隔室130，一次性盒子10在血液分析器进行样本制备过程期间被牢固地保持在隔室之内。

图10是血液分析器的替换实施例，该血液分析器可以使用本发明的一次性盒子。如图所示，血液分析器300包括滑动托盘形式的盒子接收交接面320。盒子接收交接面320具有前面板338、支撑件310，该支撑件具有位于下方的滑动机构(未显示)，该滑动机构类似于用于开启和关闭高密度磁盘驱动器的机构。在支撑面板310上方设置有盒式隔室330。盒式隔室330的结构类似于血液分析器100的盒式隔室130，具有基座334和侧壁，盒式隔室330的尺寸基本上与盒式隔室130相同。当盒子接收交接面320处于如图10所示的开启位置时，一次性盒子10可以放置在盒式隔室330内部。当盒子接收交接面320通过滑入血液分析器300的系统外壳301内而关闭时，盒式隔室330由一旋转机构(未显示)旋转至竖直位置，当盒子接收交接面120处于关闭位置时，所述旋转机构使盒子10处于与其在血液分析器100中同样的方向。在该实施例中，血液测量组件、压力致动器组件、系统控制部和用户界面都与血液分析器100中的相同，这将在下文更加详细地描述。

可选择地，盒子接收交接面120或320还包括血液传感器140，在血液样本测量期间，当盒子放置在盒式隔室130或330中时，所述血液传感器能够检测一次性盒子10中血液的存在。在一个实施例中，血液传感器是一种光学传感器，这是本领域中已知的。此外，盒子接收交接面120或320也可以包括位于盒式隔室130的基座134上或其他部位上的盒子传感器150，该盒子传感器能够检测盒式隔室中一次性盒子10的存在。盒子传感器150可以是机械传感器、电气传感器或光学传感器。血液传感器和盒子传感器都连接于系统控制部，这些传感器提供的信息都可以由系统控制部用于控制样本制备和测量的自动化。例如，当盒子传感器显示在盒式隔室中缺少盒子时，或者血液传感器显示在盒子中缺少血液时，血液分析器将不会启动如下所述的样本制备工艺。

此外，血液分析器100或300还包括可检测盒子接收交接面120或320的位置的位置传感器。位置传感器可以是位于盒子接收交接面120或320的适当部位或者位于血液分析器的其他适当部位的机械传感器、电气传感器或光学传感器。在图9和9A所示的实施例中，血液分析器100的位置传感器146为电气微动开关，其位于门铰接件124的端部。位置传感器146检测盒子接收交接面120位于关闭或开启位置，或水平位置或竖直位置。位置传感器电气连接到系统控制部，指示盒子接收交接面的开启或关闭位置的信号可由系统控制部用于控制血液分析器的操作，这将在下文进一步描述。

血液测量组件170包括一个或更多个可测量血液样本中的血细胞和/或成分的血液测量设备。在一个实施例中，血液测量组件170包括两个血液测量装置，其中一个用于测量血液样本中的红血球和血小板，另一个用于测量血液样本中的白血球。血液测量装置包括具有孔的流动路径和邻接该孔设置以检测通过该孔的各个细胞的检测器。检测器可以是电气检测器或光学检测器。电气检测器测量在含水导电样本混合物中悬浮的各个血细胞通过所述孔时产生的直流阻抗信号(DC)或射频阻抗信号(RF)。阻抗信号用于计数这些细胞并确定样本混合物中细胞的大小。光学检测器测量血细胞通过所述孔所产生的光散射或吸收信号，这些信号用于计数这些细胞的数目并确定样本混合物中细胞的大小。本领域中已知的用于测量血细胞的各种适合的电气检测器和光学检测器都可以用于本发明目的。

血液测量组件170还包括血红蛋白测量装置，所述血红蛋白测量装置包括带有确定长度光路径的透明小容器、光源和与该光路径对齐以测量光通过该透明小容器的吸收的光学检测器。优选地，透明小容器与用于测量白血球的血液测量装置流体连接，这样，血液样本的血红蛋白浓度和白血球可以使用一个样本混合物进行测量。在测量白血球和血红蛋白浓度时，一定体积的血液样本与溶解试剂混合，以溶解红血球，并释放血红蛋白分子，血红蛋白分子通常与溶解试剂中含有的血红蛋白配位体或稳定剂一起形成血红蛋白色原。所形成的样本混合物流过流动路径的孔以及透明小容器，由此白血球和血红蛋白浓度就可以使用同一个样本混合物依次测量。

作为选择，也可以制备两个单独的样本混合物，用于测量白血球和血红蛋白浓度。在该配置中，血红蛋白测量装置与用于测量白血球的流动路径分开。

测量红血球、白血球和血红蛋白浓度时产生的信号可通过数据处理器进行处理，所述数据处理器可以是单独的，也可以集成到系统控制部200中。

血液测量组件170还包括盒子接口180，其适于与一次性盒子10流体连接，并将一次性盒子10中制备的样本混合物传送至血液测量组件170以便进行测量，以及将清洁液传送至血液测量组件170中，以便在测量之后清洁血液测量装置。

在一个实施例中，盒子接口180包括一个或更多个刺穿元件，例如图12所示的针182、184和188，其通过刺穿而可与一次性盒子10的第一和第二样本出口60、64以及清洁出口68接合。各针连接到一导管(未显示)上，该导管连接于血液测量装置的一个或更多个流动路径上。盒子接口180的操作将在下文进一步描述。

血液分析器100还包括压力致动器组件190，其可操作地在一次性盒子10的所选择的混合腔室上施加压力，以便使预定体积的血液与血液稀释剂或溶解试剂混合。在一个实施例中，压力混合组件190包括多个柱塞192、194、196和198，如图12示意性所示。当将盒子放置在血液分析器100或300的盒子接收交接面120或320内时，各柱塞适于在一次性盒子10的一个混合腔室上方的膜片39区域施加压力。在图12所示的实施例中，柱塞为蘑菇状，均具有一半球形柱塞头和一杆。柱塞由一个或多个马达(未显示)驱动。在所示的实施例中，各柱塞通过在朝着混合腔室的方向上直线运动，在一次性盒子10的所选择的混合腔室上施加压力。图12示出了一次性盒子10的假想平面，示意性地显示了柱塞192、194、196、198与混合腔室130、132、134、136各自的接合(为了清楚起见，腔室和出口的相应标记仅在盒子上标记，没有在假想平面上标记)。图12还显示了针182、184、188与样本出口60、64以及清洁出口68各自的接合。作为选择，柱塞还可以是凸轮形式，其通过旋转运动在所选择的混合腔室上施加压力。

现在参照附图，尤其是图11、12、13-13A和14-14A，使用血液分析器100举例描述本发明使用一次性盒子制备和测量血液样本的流程。

在血液分析器上测量血液样本的流程中，将一次性盒子10放入处于开启位置的盒子接收交接面120的盒式隔室130中，如图11所示。如图所示，盒子10的上侧面朝上，取样区70朝向血液分析器的内部。在该位置，操作人员使用微量吸液管通过充注入口94将血液样本充注到盒子中，并在充注后将盒子接收交接面120移动到关闭位置。一旦盒子接收交接面120处于关闭位置(这可以由位置传感器指示)，血液分析器就触发血液测量组件170的盒子接口180，使针182、184和188朝着盒子移动，以分别刺入第一和第二样本出口60、64及清洁出口68，如图12所示。应注意到，在图12中，盒子10的上侧朝向血液分析器的内部，盒子10的下侧靠着门面板。如上所述，针182移动以刺穿出口空腔62中的薄膜63，然后稍微回缩，由此通过薄膜63上的开口63a实现了混合腔室32与通道52之间的流体连通。通过针184在第二样本出口64中也能实现同样的结果。至于清洁出口68，针188只是刺穿盖进入到其中充注的清洁液中。此刻，血液分析器触发压力致动器组件190在所选择的混合腔室上施加压力。

如图12所示，在盒子接收交接面120的关闭位置，柱塞192、194、196、198分别紧邻混合腔室30、32、34、36。压力致动器组件190首先使柱塞194和196往前移动，并在混合腔室32和混合腔室34上方区域的膜片39上施加压力，如图13所示。如上所述，混合腔室32充注有稀释剂，混合腔室34充注有溶解试剂，这在图14中示意性地显示出。应注意，在图14和14A中，所观察的盒子10处于从血液分析器的内部朝向血液分析器的门面板的方向。考虑第一对混合腔室30和32，当柱塞194在混合腔室32上施加压力时，稀释剂从混合腔室32通过第一样本出口60的区段62a和62b流出，进入通道52，然后通过通孔96流入通道50，接着流入混合腔室30。类似地，当柱塞196在混合腔室34上施加压力时，溶解试剂从混合腔室34通过第二样本出口64的区段66a、66b流出，进入通道54，然后通过通孔98流入通道56，接着流入混合腔室36。由此，通道、通孔和每对混合腔室中的混合腔室灌满相应的其中容纳的试剂，所有接触表面区域都是湿的。

这时，系统控制部200触发推进器160，该推进器位于盒式隔室130的侧壁132a内(参见图9)。推进器160推动取样滑橇80通过盒子10的推进器开口29(参见图12)，从充注位置移动到冲洗位置。正如上述详细所述的，取样滑橇80从充注位置到冲洗位置的移动使得分别在第一取样空腔86中隔离第一预定体积的血液样本以及在第二取样空腔88中隔离第二预定体积的血液样本。一旦取样滑橇80位于冲洗位置，压力致动器组件190就朝前移动柱塞194和196以在混合腔室32和34上再次施加压力，如上所述如图13所示。但是，这次，混合腔室32中的稀释剂流过通道52，将第一取样空腔86中的预定体积的血液冲洗到通道50中，并将血液运送至混合腔室30中，如图6A和14A所示。类似地，混合腔室34中的溶解试剂流过通道54，将第二取样空腔88中的预定体积的血液冲洗到通道56中，并将血液运送至混合腔室36中，参见图6A和14A。

然后，如图13A所示，压力致动器组件190使柱塞194和196往后移动，并使柱塞192和198往前移动，以在混合腔室30和36上施加压力。在压力作用下，混合腔室30中的血液和稀释剂的混合物通过如上所述的路径反向流向混合腔室32。类似地，混合腔室36中的血液和溶解试剂的混合物通过如上所述的路径反向流向混合腔室34。柱塞194、196和柱塞192、198的运动交替进行几次，使得血液和稀释剂的混合物在混合腔室30和32之间往复流动，血液和溶解试剂的混合物在混合腔室34和36之间往复流动。这种往复流动为血液与稀释剂或溶解试剂提供了充分的混合，从而分别生成第一和第二样本混合物，以便随后进行测试。应注意，优选在将血液从取样空腔中冲洗出来之前灌注稀释剂和溶解试剂，这能够防止血液直接接触流动路径中的干表面以及潜在附着在干表面上，从而提高了混合效率。

在混合之后，第一样本混合物(血液和稀释剂)在真空力的作用下从第一样本出口60通过针182和第一导管被抽取到血液测量组件170的第一血液测量装置中，以测量红血球。同时，第二样本混合物(血液和溶解试剂)在真空力的作用下从第二样本出口64通过针184和第二导管被抽取到血液测量组件170的第二血液测量装置中，以测量白血球和血红蛋白浓度。当完成测量时，腔室38中的清洁液通过针188被抽到一单独的导管中，该导管与所述第一和第二血液测量装置流体连接，以清洁这些装置。血液分析器中的流动系统设计成使得清洁液推动第一和第二样本混合物返回到它们所来自的盒子10的混合腔室中。由此，在清洁结束时，全部样本混合物都返回到盒子10。在完成清洁之后，血液测量组件170的盒子接口180从盒子取回。这时，操作人员可以将盒子接收交接面120移动至开启位置，并移除盒子10而丢掉。接着，在盒式隔室中放入新的盒子，重复上述流程，以便制备和测量另一个样本。

应注意，在针从样本出口和清洁出口取回之后，这些出口的由弹性材料制成的盖密封这些出口以免泄漏。此外，由于取样滑橇80不再与充注入口对齐，用过的盒子自我密封，不会从用过的盒子泄漏生物危险材料。

如果血液分析器不紧接着进行另一个样本的分析，则用过的盒子保持在盒式隔室中，盒子接收交接面120保持在关闭位置。血液分析器的系统控制部使盒子接口180保持在其样本分析期间的位置。由此，针182、184和188的头部分别保留在样本出口60、64以及清洁出口68内部，全部针都浸在已经将所使用的样本混合物推回混合腔室的干净的清洁液中。以该方式，针仍然为湿的，针的内部和外部不会形成盐晶或颗粒。应当明白，针是用于血细胞或颗粒计数的血液测量装置的导管前端。导管中任何颗粒形成都可能导致细胞计数出现误差，也可能导致阻塞流动路径。在这里，应当明白，除了上述功能之外，样本出口和清洁出口还起到液封血液测量组件170的盒子接口180的功能。已经发现，利用该机构，本发明的血液分析器可以连续操作几个月，不会出现由来自盒子接口的颗粒污染引起的问题。

如上所述的一次性盒子和血液分析器尤其适合于近病人测试。使用该盒子制备和测量血液样本的方法从充注血液到配置盒子，都很简单，所需的人员培训最少。该一次性盒子是自容纳式的，包括制备血液样本所需的试剂以及在测量样本后清洁血液分析器的清洁液。由此，血液分析器所需的仪器维修最少，试剂使用和库存管理独立。

与本领域中已知的装置相比，本发明的一次性盒子及其使用方法具有各种优点。在一个方面，本领域中已知的试剂盒子的一个共同问题是盒子中容纳的试剂在储存或运输期间泄漏。可以理解，预充注的稀释剂和溶解试剂具有预定体积，各试剂的体积决定了要制备的样本混合物的实际稀释比。测量结果的精度最终取决于所隔离的血液体积和试剂体积。所以，储运期间试剂的任何泄漏都将导致错误的测量结果，会潜在地影响病人诊断。如上所述，本发明的一次性盒子利用独特结构的样本出口将每种试剂密封在一个混合腔室中。通过模制部件结构或其等同物，减少试剂接触面积且实现可靠密封，从而防止试剂在储运期间泄漏。如上所述，在先有技术装置中，取样阀也用于分离和密封试剂。与先有技术装置显著不同的是：本发明盒子中的试剂密封部件是与取样区分开的。可以理解，直到将盒子放入血液分析器并且针刺穿样本出口内的薄膜，稀释剂和溶解试剂才与取样滑橇相接触。所以，盒子的取样区不存在化学污染的潜在危险。应注意，取样区中的任何溶解试剂都可能导致血细胞在血液与试剂混合之前被溶解。因此，本发明的一次性盒子能够可靠地用于活体外诊断分析。

另一方面，通过刺穿元件，可以方便地破裂隔离部以在混合腔室与取样空腔之间建立流体连通，而刺穿元件本身也是用于在盒子与血液分析器之间建立流体连通的必要接口。由此，一个刺穿元件提供两种功能。此外，如上所述，通过在样本分析之间或仪器空闲期间将针头浸没在样本出口内，能够有效地防止所用的试剂形成结晶，并防止仪器遭受颗粒污染。

作为使用阻抗测量的粒子计数装置的关键问题，必须防止样本混合物中的气泡，因为气泡可能被阻抗测量装置计算为粒子。本发明盒子的结构能够有效地最小化气泡进入血液测量装置的可能性。从图14和14A可以领会，在盒子与血液分析器接合的竖直位置，两个样本出口都位于混合腔室下方。如图14A所示，混合腔室中的液面不会下降到混合腔室与样本出口的区段62a或66a之间的结合交接面以下。所以，混合期间形成的任何气泡都移动到液体的上表面，不会有气泡留在样本出口中。当所形成的样本混合物在混合后被抽取时，样本混合物没有任何气泡。

在另一方面，如上所述，作为该盒子的独特结构，膜片39密封通气口75上方的区域，但仍然保留空间72，以便在充注血液样本期间释放空气。该外部密封排放机构在防止血液从通气口上溢方面提供了行之有效的安全措施，从而保护操作人员在临床环境中免受生物危险材料的潜在威胁，尤其是在确定将本发明的一次性盒子和血液分析器用于紧急护理的情况下。此外，万一过量充注严重，例如，当操作人员意外地使用100μl微量吸液管而不是20μl微量吸液管充注血液时，膜片下方的空间72起到缓冲区的作用，用以吸收过量血液，防止血液从充注入口回溢。这种双防止机构设计使操作人员所需培训和技能最少化，由此提供了用户友好装置，减少处理生物危险材料时的危险。此外，由于血液样本从盒子的上侧充注，血液处理和操作人员对血液的暴露减少。首先可以将盒子放入到盒式隔室中，仅仅使用市场上可得到的微量吸液管就可以充注血液，门交接面或盒子接收交接面还可以关闭。在充注血液之后，操作人员不会进一步接触盒子，也不需要操持另外的血液充注工具。此外，由于膜片39是透光的，所以通气口75上方的区域还可以用于监视血液充注。例如，当血液样本被严重阻塞时，血液不可能再流入取样空腔88中。在这种情形下，设置在血液分析器中并朝着通气口75的位置指向的血液传感器可以感知不恰当的充注，系统控制部可以中断分析流程。由此，阻塞血液样本的大颗粒将不会被引入到血液测量装置的流动路径中，而这种大颗粒是很难从仪器系统中去除的。

在另一个方面，通过使用本发明的一次性盒子，可以一并制备用于单独测量红血球/血小板和白血球的两个样本混合物。两个样本混合物在一次性盒子中用单步稀释制备。相比而言，各种已有的盒子都需要多个步骤的稀释才能制备用于红血球和白血球测量的样本混合物。本发明的盒子节省了血液测量总体时间，减小了样本制备方法的复杂性，并且由于每个步骤的稀释本身包含了固有误差，所以改善了测量精度。此外，单独的稀释还提供了对测量精度的安全保护，因为两次独立的血液隔离和样本制备可以在工艺误差识别上提供附加信息。例如，万一充注出现严重误差，仅有10μl的血液被充注到盒子中，第二取样空腔88多半没有被完全充注。在这种情况下，白血球和血红蛋白测量结果最可能受到影响。所以，平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)(其取决于红血球和血红蛋白测量两者的导数参数)将会反映该误差，因为不同血液样本的MCHC通常基本上是恒定的。在这种情形下，充注误差不会容易地与其中血液样本的单个部分(aliquot)被隔离以便进行红血球和白血球分析的现有双稀释法识别，因为在红血球和白血球两者的测量中同样会携带样本隔离误差。

此外，通过使用本发明的一次性盒子，用于红血球和白血球测量的预定体积血液的两个部分的取样或隔离可在单一步骤中同时实现。一次性盒子中所使用的取样机构提供了精确测量，小样本体积，总共不超过20μl的病人血液，用于全部血球计数(CBC)，提供红血球指数、白血球数，以及白血球分化至少三个子种群，例如淋巴细胞、粒细胞和包括主要单核细胞的中间种群(MID)细胞。使用本发明的一次性盒子和血液分析器获得的这些参数的精度和精确性可与设计为医生诊所或少量临床实验室的已有自动商业血液分析器相比，这种已有自动商业血液分析器使用仪器中剪切阀的自动样本吸出和分割以及使用在仪器上提供的试剂的自动样本稀释和混合来测量血液样本。

进一步可以领会，本发明的一次性盒子的结构实现了相对简单、固定的血液分析器交接面。盒子的上侧用作与混合和回收样本混合物以及返回废物的仪器的接口，所以，盒子减少了仪器交接面结构的复杂性、大小和附带成本。

虽然参照附图已经详细描述和绘画显示了本发明，但是不应当将这些看作是对本发明范围的限制，而应当看作是其优选实施例的范例。但是，明显的是，在如上说明书所述的以及附带权利要求书中所限定的本发明的精神和范围及其法定等同物内，可以进行各种改进和变化。

Claims (20)

1.一种用于血液分析的一次性盒子，其包括：

(a)外壳，其具有带有取样区的上面板，所述取样区具有充注入口；

(b)所述外壳上面板的凹陷形式的至少一对腔室，所述腔室由膜片密封；所述膜片覆盖所述腔室的部分是柔性的；和适于将成对的腔室互连在一起的一个或更多个通道；其中一个所述腔室容纳预定量的用于所述血液分析的试剂；和

(c)紧挨着容纳所述试剂的所述腔室设置并与该腔室相连接的样本出口，所述样本出口包括从所述上面板凹进的出口空腔、设置在其中的隔离部和覆盖所述出口空腔的盖；所述样本出口将所述试剂密封到容纳所述试剂的所述腔室中。

2.如权利要求1所述的一次性盒子，其中，所述隔离部将所述样本出口分成两个区段；其中一个区段连接于容纳所述试剂的混合腔室，另一个区段通过所述一个或更多个通道连接于成对的混合腔室中的另一个腔室。

3.如权利要求2所述的一次性盒子，其中，所述盖由弹性材料制成，所述盖和所述隔离部能够由一刺穿元件刺穿。

4.如权利要求1所述的一次性盒子，还包括：所述外壳的上面板的凹陷形式的清洁腔，该清洁腔由膜片密封，在所述清洁腔中容纳有清洁液；和紧挨着所述清洁腔设置并与之相连接的清洁出口，所述清洁出口将所述清洁液密封至所述清洁腔。

5.如权利要求4所述的一次性盒子，其中，每个所述腔室具有位于所述凹陷底部的开口，所述开口由在所述外壳的下侧上的一第二膜片密封。

6.如权利要求1所述的一次性盒子，还包括一取样滑橇，该取样滑橇在所述取样区紧固于所述上面板的下侧，并能够在充注位置与冲洗位置之间滑动；所述取样滑橇包括平的上表面和所述平的上表面上的凹陷形式的取样空腔；当位于所述充注位置时，所述取样空腔与所述充注入口流体连通，当位于所述冲洗位置时，所述取样空腔与适于将成对的混合腔室互连在一起的所述一个或更多个通道流体连通。

7.如权利要求6所述的一次性盒子，还包括由弹性材料制成的取样衬垫，所述取样衬垫配置在所述取样区内的所述上面板的下侧上的衬垫座内，其中所述衬垫包括：与所述取样滑橇的所述平的上表面直接接触的平的下表面；环绕所述充注入口的充注边沿，该充注边沿突出穿过所述外壳的所述上面板的充注边沿开口；与所述外壳的所述上面板上的通气口对齐的排放孔；和与两个通道开口对齐的通孔，每个通道开口在所述通道之一内，所述通道适于互连所述成对的腔室。

8.如权利要求7所述的一次性盒子，其中，当所述取样滑橇位于所述冲洗位置时，所述取样滑橇的所述取样空腔通过所述取样衬垫的所述通孔与适于互连所述成对的腔室的所述通道连通。

9.如权利要求7所述的一次性盒子，其中，所述膜片密封所述外壳上面板的上侧，并在所述通气口上方保持所述膜片与所述上面板上侧之间的空间。

10.如权利要求9所述的一次性盒子，其中，所述盒子还包括在所述通气口周围从所述上面板隆起的通气唇部，用以保持所述膜片与所述通气口之间的距离。

11.如权利要求7所述的一次性盒子，其中，所述盒子还还包括配置在所述通气口内的一对电极，电极的上端位于所述上面板上，用于电连接。

12.如权利要求7所述的一次性盒子，还包括：所述外壳的上面板的凹陷形式的第二对腔室，所述第二对腔室由所述膜片密封；所述膜片覆盖所述第二对腔室的部分是柔性的；和适于将所述第二对腔室互连在一起的另外一个或更多个通道；其中所述第二对腔室中的一个容纳预定体积的用于所述血液分析的第二试剂；和紧挨着该容纳所述第二试剂的所述腔室设置并与之相连接的第二样本出口，所述第二样本出口包括从所述上面板凹进并由一盖覆盖的出口空腔和设置在其中的隔离部；所述第二样本出口将所述第二试剂密封到容纳所述第二试剂的所述腔室。

13.如权利要求12所述的一次性盒子，其中，两个样本出口都位于这些对腔室的同一侧上。

14.如权利要求12所述的一次性盒子，其中，所述取样滑橇还包括所述平的上表面凹陷形式的第二取样空腔；所述取样衬垫包括与两个通道开口对齐的第二通孔，每个通道开口在所述通道之一内，所述通道适于将所述第二对腔室互连在一起；当处于所述充注位置时，所述第二取样空腔与所述充注入口流体连通，当位于所述冲洗位置时，所述第二取样空腔与适于将所述第二对腔室互连在一起的所述一个或更多个通道流体连通。

15.一种制备用于测量血细胞的血液样本的方法，其包括下列步骤：

(a)提供一次性盒子，该一次性盒子包括：外壳，所述外壳具有上面板和取样区，所述取样区具有充注入口；所述外壳的上面板的凹陷形式的至少一对腔室，其由膜片密封；所述膜片覆盖所述腔室的部分是柔性的；和适于将成对的腔室互连在一起的一个或更多个通道；其中该成对腔室中的第一腔室容纳预定量的用于所述血液分析的试剂；和紧挨着所述第一腔室设置并与之相连接的样本出口，所述样本出口包括从所述上面板凹进的出口空腔、设置在其中的隔离部和覆盖所述出口空腔的盖；所述样本出口将所述试剂密封到所述第一腔室；

(b)通过所述充注入口将血液充注到所述盒子的所述取样区中；

(c)由一刺穿元件刺穿所述样本出口中的所述隔离部，并通过所述一个或更多个通道在该成对腔室中的所述第一腔室和第二腔室之间建立流体连通；

(d)使用与所述取样区配置在一起的取样滑橇隔离一定体积的所述血液；

(e)在所述第一腔室上的所述膜片的一部分上施加压力，使得所述试剂流过所述取样区，并将所述体积的所述血液冲洗到该成对腔室的所述第二腔室中；和

(f)在所述第一腔室和所述第二腔室之间交替施加压力，使所述试剂和所述体积的所述血液往复流动进行混合，从而获得样本混合物。

16.如权利要求15所述的方法，还包括：在进行一个或更多个测量的血液分析器中，通过血液测量装置中的导管将样本混合物经由样本出口抽取到用于所述样本混合物的血液测量装置中。

17.如权利要求16所述的方法，还包括将容纳于所述盒子的清洁腔中的清洁液抽取到所述血液测量装置中，以清洁所述血液测量装置，以及将用过的样本混合物通过所述导管经由所述样本出口回流至所述盒子的所述腔室。

18.如权利要求16所述的方法，其中，利用连接于所述导管的所述刺穿元件，将所述样本混合物从所述样本出口中抽出。

19.如权利要求16所述的方法，其中，所述一次性盒子还包括：所述外壳的上面板凹陷形式的第二对腔室，所述第二对腔室由所述膜片密封；所述膜片覆盖所述第二对腔室的部分是柔性的；和适于将所述第二对腔室互连在一起的另外一个或更多个通道；其中所述第二对腔室中的第一腔室容纳预定量的用于所述血液分析的第二试剂；和紧挨着所述第二对腔室中的所述第一腔室设置并与之相连接的第二样本出口，所述第二样本出口包括从所述上面板凹进并由一盖覆盖的出口空腔和设置在其中的隔离部；所述第二样本出口将所述第二试剂密封到所述第二对腔室中的所述第一腔室；以及其中所述方法还包括：

在步骤(b)中，使用与所述取样区配置在一起的取样滑橇隔离第二体积的所述血液；

在步骤(c)中，由一第二刺穿元件刺穿所述第二样本出口中的所述隔离部，并通过所述另外的一个或更多个通道在所述第二对腔室中的所述第一腔室和第二腔室之间建立流体连通；

在步骤(d)中，在覆盖所述第二对腔室中的所述第一腔室的所述膜片的一部分上施加压力，使得所述第二试剂流过所述取样区，并将所述第二体积的所述血液冲洗到所述第二对腔室的所述第二腔室中；以及

在步骤(d)中，在所述第二对腔室中的所述第一腔室和所述第二腔室之间交替施加压力，使所述第二试剂和所述第二体积的血液往复流动进行混合，从而获得第二样本混合物。

20.如权利要求19所述的方法，还包括：在进行一个或更多个测量的所述血液分析器中，通过血液测量装置中的导管，将所述第二样本混合物经由所述第二样本出口抽取到用于所述第二样本混合物的血液测量装置中。

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