CN102333488A - 用于传感器盒体的连接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试液体或固体的样本，尤其是类似唾液或血液的生物流体的传感器盒体。为此所提供的是一种用于将盒体(3)连接至盒体读取器(1)的连接系统(1，2，3)，其包括用于采集样本的样本收集装置(2)，该样本收集装置(2)在采集样本之前借助于第一锁定装置(5)可拆卸地连接至所述盒体(3)，所述盒体(3)借助于第二锁定装置(6)可拆卸地连接至读取器(1)。

Description

用于传感器盒体的连接系统

技术领域

本发明涉及一种用于传感器盒体的连接系统，所述传感器盒体用于检验液体或固体样本，尤其是检验类似唾液或血液的生物流体。

背景技术

US 2004/0082878 A1公开了一种口腔流体收集和传送装置，其包括收集装置和测试盒体。该测试盒体具有收集腔，以允许收集装置插入到测试盒体中。收集装置位于收集腔内的固定位置，其中安装有承受受控的压缩度的吸收垫，从而从吸收垫处传送预定量的口腔流体至测试条。

发明内容

基于这种情况，本发明的目的在于提供用于将具有盒体的样本收集装置连接至检测设备或读取器的替代装置，其中所需要的是这些装置可以被低成本地制造、易于使用，并且允许进行精确且灵活地测量。

这个目的是通过根据权利要求1所述的连接系统和根据权利要求10所述的连接方法来实现的。优选的实施例在从属权利要求中被公开。

根据本发明的连接系统用于将盒体连接至盒体读取器，其特征在于，所述连接系统具有用于采集样本的样本收集装置，所述样本收集装置在采取样本之前借助于第一锁定装置可拆卸地连接至盒体，所述盒体借助于第二锁定装置可拆卸地连接至读取器。

所描述的连接系统具有提供了可靠且方便地连接至外部读取器装置的优点。可以使用精细的感测和数据处理技术，因为昂贵且庞大的组件可被设置在可重复使用的读取器和读取器装置中，与此同时与样本相接触的耗材被分开地容置于传感器的盒体中，因而盒体和样本收集装置一般都是用完即可丢弃的。

本发明能够实现一种简易且明确的采取样本和分析样本的工艺流程，该工艺流程操作简易，特别有利地用于非实验室环境中，例如用于路边测试中。首先，样本收集装置和盒体与读取器相连接。在第一个步骤中，样本收集装置从盒体上卸下，而盒体仍然与读取器相连接。在第二个步骤中，样本被样本收集装置所采集，并且包含有样本的样本收集装置再一次被连接至盒体。在第三个步骤中，样本在读取器中利用近来已知的任何方法进行分析。在进一步的步骤中，样本收集装置和与之相连接的盒体从读取器被取下，从而可以使用不同的样本收集装置和盒体重复执行所描述过的步骤。

由于它们与外部读取器相连接，因此样本检验装置，在此被称为读取器，并不局限于使用者必须立即进行观察的简单检验装置(例如变色)。

本发明的实例在从属权利要求中被公开。

根据一个实例，连接系统的第一锁定装置是同心地设置在所述盒体上的瓣片环，在所述瓣片环的边缘的瓣片被设计成伸出到所述样本收集装置上的凹槽中，从而在所述盒体与所述样本收集装置之间建立可释放连接。因此，样本收集装置和盒体之间有效且廉价的连接被设计出来，其借助于施加于样本收集装置的作用力而可释放。

根据可选择的实例，所述第一锁定装置是穿过盒体伸出的可挠悬臂，用于在所述悬臂的一端啮合到形成在所述样本收集装置上的凹槽中。在所述读取器处设置有楔形件，用于在另一端挤压所述悬臂，以沿远离所述样本收集装置的方向弯曲所述悬臂，从而使所述盒体与所述样本收集装置断开连接。类似于上述可选择的第一锁定装置，一种廉价且有效的实施方式被设计。

根据本发明的另一个实例，所述第二锁定装置是设置在所述读取器处的球状弹簧锁杆，用于啮合到设计在所述盒体上的凹槽中，以便在采取样本之前将所述盒体可释放地锁定到所述读取器上。球状弹簧具有指向盒体的弹力，通过所述弹力盒体被锁定在形成在盒体中的凹槽中，以便保持盒体处于这个位置。

根据另一个实例，所述第二锁定装置垂直于所述盒体和样本收集装置对所述盒体施加作用力，使得在轴向对所述盒体和所述样本收集装置施加的作用力高于所述第一锁定装置所施加的作用力，允许所述样本收集装置从所述盒体释放，以及所述盒体与所述读取器锁定。通过这个特征，给出了在将样本从某人处采集来之前将样本收集装置从盒体处取下的简单实例，由此盒体保持在读取器处。

在连接系统的另一个实例中，所述第三锁定装置设置在所述盒体处，用于不可逆地锁定所述样本收集装置和所述盒体，以便从所述读取器取下所述样本收集装置以及所述盒体。第三锁定装置确保在样本被采集并被提供给读取器之后样本收集装置与盒体的连接。借助于第三锁定装置，一次性的样本收集装置和盒体可以可靠地从读取器被卸下，进而所述读取器准备用于进一步的操作。

作为第三锁定装置的一个实例，卡固件被设置在所述盒体处，用于啮合到设计在所述样本收集装置上的凹槽中，以便在采取样本之后将所述盒体不可逆地锁定至所述样本收集装置。

盒体读取器或者读取器可以包括用于感测样本的光学的、磁性的、机械的、声学的、热学的或者电学的传感器元件。传感器元件可以是或者包括任何适于从待测试样本处感测所关心的参数的感测单元。优选地，传感器元件包括光学的、磁性的、机械的、声学的、热学的和/或电学的微电子传感器元件。磁性传感器元件可尤其包括在WO 2005/010543 A1或者WO2005/010542 A2中所描述的线圈、霍尔传感器、平面霍尔传感器、磁通门传感器、SQUID(超导量子干涉器件)、磁共振传感器、磁限制传感器，或者抗磁性的传感器，尤其是GMR(特大磁阻)、TMR(管道磁阻)，或者AMR(各向异性磁阻)。光学传感器元件可特别适合于检测由受阻的全内反射所引起的输出光束的变化，所述受阻的全内反射是由感测表面的目标微粒所引起的。其它光学的、机械的、声学的和热学的感测原理在作为参考而引入本文中的WO 93/22678中进行了描述。

作为另一个特征，连接系统的读取器包括用于检测和指示是否充足的样本被收集的指示器。如果指示器在读取器上发出信号，使用者得知样本的充足量，并且可以取下连接至盒体的样本收集装置。如果不充足的样本被提供给读取器，那么使用者必须等到样本被提供到读取器的检测区或者采集另一个样本才行。

此外，还要求保护一种用于将盒体连接至盒体读取器的方法，其特征在于：

将样本收集装置和盒体连接至读取器；

将所述样本收集装置从所述盒体卸下，而保持所述盒体与所述读取器连接；

借助于所述样本收集装置采取样本；

将所述样本收集装置与连接至所述读取器的所述盒体不可逆地连接；

在所述读取器中检测所述样本；

从所述读取器取下所述样本收集装置和不可逆地连接至所述样本收集装置的所述盒体。

附图说明

参考下文所描述的实施例，本发明的这些及其它方面将变得明显并将得以阐述。这些实施例将在附图的帮助下通过实例进行描述，在这些附图中：

图1以非常示意性的方式示出了具有读取器和连接至盒体的样本连接装置的连接系统的透视图，并且在样本连接装置和盒体连接到读取器之前；

图2示出了穿过左侧的盒体和右侧的样本收集装置的剖视图，其中所述样本收集装置部分地插入到盒体中，所述盒体的第一锁定装置连接至样本连接装置并位于样本收集装置的凹部中，以便在采取样本之前可释放地将样本收集装置连接至盒体；

图3通过穿过左侧的盒体和右侧的样本收集装置的剖视图示出了与图2相似的视图，盒体的第一锁定装置在采样之后连接至样本连接装置之前；

图4示出了第一锁定装置的实例的透视图，所述第一锁定装置被设计成具有布置在盒体中的瓣片的瓣片环，以便与样本收集装置中的凹部啮合；

图5以切开的侧视图示出了图4中的实例；

图6示出了与盒体相连接的样本收集装置的剖视图，两者连接至用于检测由样本收集装置所提供的样本的读取器，在将样本收集装置和盒体从读取器上取下之前通过第三锁定装置将样本收集装置不可逆地锁定至盒体；

图7示出了作为盒体的部件的具有集成的弹簧元件和槽口的挤压管的透视图，以示出根据图6的第三锁定装置的实例；

图8示出了可选择的位于盒体中的第一锁定装置的剖视图，其中第一锁定装置连接至位于样本收集装置中的凹槽中，用于可释放地将样本收集装置连接至盒体，盒体被连接至部分剖开的读取器；

图9示出移动了90°的类似于图8中的可选择的实例的剖视图，其中在盒体处的作为替代的第三锁定装置的卡固件与样本收集装置中的槽口啮合；

图10示出了与图9相类似的视图，其中盒体的卡固件不可逆地啮合至样本收集装置中的槽口中，从而允许在通过读取器对样本进行检测之后从读取器取下样本收集装置和盒体。

具体实施方式

图1示出了连接系统1、2、3的透视图，其具有位于图1右侧的读取器1，读取器1包括用于检测由位于左侧的并且连接至盒体3的样本收集装置2所提供的样本的检测装置。样本例如是在路边测试中从某人处采集来的唾液，读取器内部的检测装置可以是光学检测装置，其它的检测装置是可设计的。如同也在图2中示出的那样，在图1中样本收集装置2和盒体3处于初始位置。在这个位置处，样本收集装置2和盒体3可被当作从包含着这些部件的包装中取出的一个部件而进行操作。

图2详细地示出了穿过位于左侧的盒体3的一部分的剖视图，其包括样本收集装置2的一些部分。盒体3包括位于外部的壳体和位于内部的模块。盒体3包括第一锁定装置5，在此连接至盒体3的模块，所述第一锁定装置5在该实例中显示为包括瓣片7的瓣片环5，其同时更清楚地在图4和5中被示出。盒体3的壳体和模块被永久地固定安装。两个瓣片7以剖视图的形式在图2中示出，其沿着朝向样本收集装置2的方向从瓣片环5处伸出。盒体3的第一锁定装置5在此可拆卸地连接至样本收集装置2上的凹部10。在此，凹部10围绕着样本收集装置2的整个直径形成。安置到凹部10中的瓣片7防止样本收集装置2进一步插入到盒体3中，如同图2中可看到的那样。药签(未示出)附着在插入到盒体3中的样本收集装置2的末端，用于吸采取样本本，这个药签在第一锁定装置5的保护下不发生变形，所述第一锁定装置5阻止样本收集装置2的进一步插入。样本收集装置2同时也被防止从盒体3脱落。在这种状态下，样本收集装置2处于在样本从某人处被采集来之前，以及在样本在读取器1中的检测启动之前。样本收集装置2和盒体3在所示出的位置处，可被操作者作为一个部件进行操作，而通常在样本检测即将开始时使用者从组件中同时取出这两个部件。仅仅在施加了一定大小作用力的情况下，样本收集装置2才可以从盒体3被拉开，从而解锁或者释放第一锁定装置5。由于围绕着瓣片环5的瓣片7具有一定的挠曲性，所以当拉动样本收集装置2时，瓣片7向右方弯曲并且跟随对样本收集装置2的拉动。瓣片环5此时停留在其位置上。具有瓣片7的瓣片环5在图4和图5中被更详细地示出。瓣片环5在一个实例中具有两个稳定的位置，即所谓的双重稳定，图2和图3中示出了一个位置，在另一个稳定的位置处瓣片7朝向图2和图3中的右侧，其在图6中被示出。在这种具有两个稳定位置的设计中，瓣片7在施加作用力时弯曲，并且从一个稳定的位置快速地转换到另一个稳定的位置。具有瓣片7的瓣片环5可由聚丙烯研磨而成。

根据图3，可拆卸地连接至盒体3的样本收集装置2通过部分地将盒体3插入读取器1中的相应开口中而被连接至读取器1。如同随后将要描述的那样，通过插入，盒体3借助于第二锁定装置6而被可拆卸地连接至读取器1。在这个位置处，连接系统1，2，3通过第一锁定装置5和第二锁定装置6而被连接成一个部件。

在进一步的步骤中，沿着远离盒体3和远离可拆卸地连接到盒体3的读取器1的方向拉动样本收集装置2，使得样本收集装置2与盒体3断开连接。样本收集装置2是这样脱离盒体3的，瓣片7如上文所述快速转换到不同的稳定位置处，从而允许瓣片7从凹部10中脱离、以及样本收集装置2相应地从盒体3处脱离。盒体3保持可拆卸地连接至读取器1，从盒体3断开与样本收集装置2的连接所需要的作用力比从读取器1断开与盒体3的连接所需要的作用力低。换句话说，第二锁定装置6沿着垂直于盒体3和样本收集装置2的方向施加作用力于盒体3上，导致在轴向上作用于盒体3和样本收集装置2的作用力比由第一锁定装置5所施加以便从盒体3释放样本收集装置2的作用力要大。因此，盒体3仍然与读取器1锁定。第二锁定装置6在此后进行详细描述。

现在，样本收集装置2从盒体3处被取下，并且被自由地操纵以从接受测试的某人处收集样本，例如在路旁药物测试中的唾液。在样本被采集之后，例如通过样本收集装置2上的药签，样本收集装置2再一次被部分地插入仍然与读取器1相连接的盒体3中，如图3所示。因此，在图3中样本收集装置2被使用者从右侧向左侧移动。

下文中，第二锁定装置6和第三锁定装置8的结构与作用被详细描述。图6示出了连接至盒体3的样本收集装置2的剖视图，其具有用于操纵样本收集装置2的把手25。在图6中，样本收集装置2通过包括在盒体3中的第三锁定装置8不可逆地连接至盒体3。在这个实例中，第三锁定装置8是挤压管，根据图7所示挤压管包括位于挤压管的弹簧元件一端的槽口31。当样本被采集之后将样本收集装置2插入盒体3中时，槽口31被弹簧元件偏压到样本收集装置2上。可以看到的是，瓣片环5的瓣片7在稳定的开启位置中仍然弯曲。通过施加足够的作用力推动样本收集装置2进入盒体3中一定距离，第三锁定装置8的槽口31落入形成在样本收集装置2上的凹槽23中。样本收集装置2和盒体3因此以不可逆的方式进行连接，即两个部件不能被认为能够被再次分开。采集到的样本现在被传送到读取器1中的区域，以允许对样本中的物质进行检测，其在本领域是公知的，并且不是本发明的重点。由于样本收集装置2和盒体3现在被不可逆地相互连接，将样本提供给读取器1的目的达到了，上述两个部分从读取器1处被卸下并被扔掉。另一个测试将利用同一读取器1和其它一次性的样本收集装置2和盒体3进行实施。

图8-10示出了第一、第二和第三锁定装置5、6、8的可供选择的实例，其具有相同的发明原理。图8所示出的是根据上述实例的样本收集装置2的剖视图。可供选择的位于盒体3中的第一锁定装置5被设计成为在盒体3中伸出的可挠悬臂5。盒体3的悬臂5通过在悬臂5的一端啮合至样本收集装置2上的凹槽23中而可拆卸地连接到样本收集装置2。在图8中所示的状态中，连接系统1、2、3处于在样本采集之前，并且甚至是在盒体3连接至读取器1之前的状态，读取器在左侧的剖开部分中示出。通过朝盒体3和读取器1的方向推动样本收集装置2，设计在读取器1中的楔形件15挤压悬臂5的一端，进而所述悬臂5受到作为将样本收集装置2从盒体3处解锁的一个前提的挠曲应力的作用。用于解锁的第二个前提是拖曳样本收集装置2的回复力。悬臂5在连接至样本收集装置2的部分具有底部切口。底部切口仅仅利用由楔形件15施加的作用力所产生的挠曲力矩来防止悬臂5从凹槽23处脱离。由于悬臂5中底部切口的存在，其卡住样本收集装置2，并且不能从样本收集装置2断开连接，直至样本收集装置2从读取器1中被拉出来。然后，悬臂5从底部切口滑动并且因此被释放，这是因为挠曲力矩仍作用于悬臂5上。总之，通过逆着楔形块15推动盒体3，并且随后将样本收集装置2从盒体3中拉出，位于楔形件15的相对端的悬臂5从凹槽23中被抬起来。通过抬起悬臂5，悬臂5在凹槽23中的啮合被消除，即第一锁定装置5被断开连接，从而导致样本收集装置2可从盒体3中取出。与此同时，形成于读取器1中的第二锁定装置6连接至盒体3，如图9中所示的那样。图9示出了类似于图8中的可供选择的实例绕着纵轴旋转90°后的剖视图。在这个实例中，第二锁定装置6被设计成为两个彼此相对的球状弹簧锁杆，其啮合到盒体3处的凹部11中，以便可拆卸地将读取器1连接至盒体3。球状弹簧的弹力将球状物压到凹部11中，使得盒体3固定到读取器1中。与上文对于第一实例的描述相类似，球状弹簧所施加的作用力要高于从盒体3中收回样本收集装置2所需的作用力。如根据图8所描述的，悬臂5处于从样本收集装置2处卸下的这种状态，因此样本收集装置2可以从盒体3中取出，盒体3通过第二锁定装置6在此为球状弹簧锁杆而被保持在读取器1中。现在使用样本收集装置2，从某人处采集样本，其对应于本发明的上述第一个实例。图10示出了类似于图9的视图，样本收集装置2在采集了样本之后被再一次插入盒体3中。这次，样本收集装置2被放入盒体3中，直至围绕盒体3的模块的端部设计的卡固件24啮合到形成于样本收集装置2的把手上的凹槽23中。实例中卡固件24围绕着盒体3形成，并且具有当卡固至凹槽23中之前紧靠把手25时，能够少量弯曲的挠性材料。在这个实例中，位于盒体3上的卡固件24与凹槽23的啮合起到了第三锁定装置8的作用。这种啮合所形成的连接是不可逆的，其再一次意味着样本收集装置2和盒体3不能被再次断开连接，以及一起被扔掉。盒体3与样本收集装置2的不可逆连接具有的效果是，通过沿着远离读取器1的方向拉动样本收集装置2的把手25，就能使得可释放的第二锁定装置6断开连接，球状弹簧锁杆的球状物被拽出凹部11，样本收集装置2和盒体3从读取器1被卸下。

最后，需要指出的是，在当前申请中，术语“包括”不排除其它元件或步骤，而不定冠词“一”或者“一个”不排除复数，并且单个处理器或者其它的单元可以实现若干装置的功能。本发明在于每一个新颖特征以及每一个特征的结合。此外，权利要求中的附图标记不应当被认为是对它们范围的限制。

Claims (10)

1.一种用于将盒体(3)连接至盒体读取器(1)的连接系统(1，2，3)，包括：

用于采集样本的样本收集装置(2)，所述样本收集装置(2)在采取样本之前通过第一锁定装置(5)可拆卸地连接至所述盒体(3)；

所述盒体(3)通过第二锁定装置(6)可拆卸地连接至所述读取器(1)。

2.根据权利要求1所述的连接系统(1，2，3)，其特征在于，所述第一锁定装置(5)是同心地设置在所述盒体(3)上的瓣片环，在所述瓣片环的边缘的瓣片(7)被设计成伸出到所述样本收集装置(2)上的凹槽(10)中，从而在所述盒体(3)与所述样本收集装置(2)之间建立可释放连接。

3.根据权利要求1所述的连接系统(1，2，3)，其特征在于，所述第一锁定装置(5)是穿过盒体(3)伸出的可挠悬臂，用于在所述悬臂的一端啮合到形成在所述样本收集装置(2)上的凹槽(11)中，并且在所述读取器(1)处设置有楔形件(15)，用于在另一端挤压所述悬臂，以沿远离所述样本收集装置(2)的方向弯曲所述悬臂，从而使所述盒体(3)与所述样本收集装置(2)断开连接。

4.根据权利要求1所述的连接系统(1，2，3)，其特征在于，所述第二锁定装置(6)是设置在所述读取器(1)处的球状弹簧锁杆，用于啮合到设计在所述盒体(3)上的凹槽(31)中，以便在采取样本之前将所述盒体(3)可释放地锁定到所述读取器(1)上。

5.根据权利要求1所述的连接系统(1，2，3)，其特征在于，所述第二锁定装置(6)垂直于所述盒体(3)和样本收集装置(2)对所述盒体(3)施加作用力，使得在轴向对所述盒体(3)和所述样本收集装置(2)施加的作用力高于所述第一锁定装置(5)所施加的作用力，允许所述样本收集装置(2)从所述盒体(3)释放，以及所述盒体(3)与所述读取器(1)锁定。

6.根据权利要求1所述的连接系统(1，2，3)，其特征在于，所述第三锁定装置(8)设置在所述盒体(3)处，用于不可逆地锁定所述样本收集装置(2)和所述盒体(3)，以便从所述读取器(1)取下所述样本收集装置(2)以及所述盒体(3)。

7.根据权利要求6所述的连接系统(1，2，3)，其特征在于，所述第三锁定装置(8)是设置在所述盒体(3)处的卡固件(24)，用于啮合到设计在所述样本收集装置(2)上的凹槽(23)中，以便在采取样本之后将所述盒体(3)不可逆地锁定至所述样本收集装置(2)。

8.根据权利要求1所述的连接系统(1，2，3)，其特征在于，所述读取器(1)包括用于感测样本的光学的、磁性的、机械的、声学的、热学的或者电学的传感器元件。

9.根据权利要求1所述的连接系统(1，2，3)，其特征在于，所述连接系统(1，2，3)包括用于检测和表示是否收集了足够样本的指示器。

10.一种用于将盒体(3)连接至盒体读取器(1)的方法，其特征在于：

将样本收集装置(2)和盒体(3)连接至读取器(1)；

将所述样本收集装置(2)从所述盒体(3)卸下，而保持所述盒体(3)与所述读取器(1)连接；

借助于所述样本收集装置(2)采取样本；

将所述样本收集装置(2)与连接至所述读取器(1)的所述盒体(3)不可逆地连接；

在所述读取器(1)中检测所述样本；

从所述读取器(1)取下所述样本收集装置(2)和不可逆地连接至所述样本收集装置(2)的所述盒体(3)。

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