CN102459001A - 包括电离器的凝胶卡填充装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于填充至少一个初始由盖密封的凝胶卡式容器(12)的装置。本发明的特征在于如下事实：填充装置包括用于刺穿盖的穿刺构件(110)、用于消除容器可能产生的静电荷的装置(120)以及用于在刺穿盖并消除静电荷之后填充容器的填充工具(130)。

Description

包括电离器的凝胶卡填充装置
技术领域
本发明涉及用于执行医学分析的设备的领域。
背景技术
典型地，这种设备(也被称为分析仪)可以使得某些记录自动进行，例如像利用移液管将液体移送到凝胶卡(gel card)内。这个记录由倾注预定量的液体到凝胶卡(凝胶卡包含一种或多种试剂)的反应井(reactive well，反应凹槽)中组成。此液体例如可以是血样，或者任何其他类型的人体样本。
按公知的方式，凝胶卡是一种容器，其包含一个或多个反应井，其中反应井由盖进行初始密封。在刺穿盖并倾注液体之后，在所倾注的液体与卡的试剂之间发生化学反应。
通常，被倾注液体的量非常小，在几微升附近，因此一次倾注的液体量往往被称为“剂量”。还有，井的填充必须遵守特定的质量准则(qualitycriteria)。在这些准则中，将要特别提到的是与气隙(此气隙位于分配到井中的液体的剂量与井的底部之前存在的试剂之间)的产生相关的那些准则，以及与在井的内壁上没有液体滴溅相关的准则。最通常地，滴溅来自于被分配的液体剂量的或多或少显著但仍然随机的破碎。
气隙的出现具有暂时阻止被分配液体剂量与试剂之间发生物理接触的作用。一个关注点是控制化学反应必须开始的时刻。实践中，在分配液体剂量之后，将凝胶卡温育(incubated)并离心，由此导致化学反应。
依次地，为了防止部分的液体剂量残留附着在井壁上、并因此而需要将其从被温育和离心的反应混合物中移除，必须没有滴溅。
为了解决第一个问题，文献US 5780248提出使用由塑料制成的易耗配件，所述配件由插入件构成，该插入件设有六个带有尖下端的空腔。此外，空腔的下端设有非常小的孔。这种配件旨在以手动方式植入凝胶卡，空腔的端部刺穿用于将凝胶卡中的井加以密封的盖。配件中的每个空腔被容置在凝胶卡的井内。因此，液体剂量分配到配件的每个空腔中。使用该配件，操作员无需担心是否形成气隙，因为空腔使得被分配液体剂量与井的底部所包含的试剂隔离。使用这种配件看来还可减少出现滴溅现象。
然而，这种方案具有以下几个缺陷：必须购买、储藏和处理配件。更重要的是，在凝胶卡上安装配件必须要手动完成，这不方便也不快。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种装置，该装置用于填充至少一个由盖初始密封的凝胶卡式容器，其允许在解决上述缺陷的同时实现自动填充。
本发明通过以下事实实现其目的：填充装置包括刺穿盖的穿刺构件、用于消除容器可能产生的静电荷的装置和在刺穿盖并消除静电荷之后填充容器的填充工具。
事实上，本发明人注意到消除了容器上的静电荷，显然就能够避免在容器的内壁上形成滴溅。事实上，已发现容器所产生的静电荷趋向于在液体剂量离开填充工具时使液体剂量变位(dislocate)。因此，一定部分的剂量由于静电荷产生的吸引力而紧密地附着在容器的内壁上。
因此应理解，根据本发明的填充装置有利地能够防止滴溅形成。此外，与现有装置不同，本发明并不需要使用配件。本发明的另一关注点是允许自动填充。
此外，由于没有使填充工具所释放的剂量偏转的静电荷，所以有利于形成气隙。
优选地，容器是卡式(凝胶卡式)容器，其包括多个由盖密封的井，每个井包含一种或多种试剂。
有利地，穿刺构件包括穿刺耙，穿刺耙设有多个旨在穿过盖时刺入井的穿刺尖端。
耙的一个关注点是其能够一次在盖上刺穿多个孔(这些孔就是填充工具倾注液体到井中所经过的那些孔)。
优选地，耙包括与凝胶卡的井的数量一样多的尖端，因此使得穿刺凝胶卡的盖的操作一次执行完成。
特别有利地，用于消除静电荷的装置包括电离器。电离器产生交替的正负带电离子流，优选在盖已被穿刺后向容器发送这种离子流。此变例能够消除由凝胶卡的井所携带的静电荷。
优选地，电离器可以旨在产生制造电晕效应的电场。所述电晕效应本身公知也被称为冕状效应(crown effect)。
根据一个优选实施例，填充装置具有朝向穿刺构件的用于容器的进入方向，并且电离器由至少一个相对于所述入口方向沿横向延伸的电离斜面组成。所述斜面优选设置为尽可能近地靠近穿刺区，以便恰好在盖被穿刺后使凝胶卡电离(ionize)。
此外，电离器优选包括多个电极，这些电极以容器在所述容器的盖的穿刺期间预定所处的区域为目标。
在不超出本发明的范围的情况下，也可使用设有向凝胶卡吹送电离空气的装置的电离器。
优选地，电离斜面在两个活动臂之间延伸，这两个活动臂支承穿刺耙，由此能够在穿刺操作之后立即使凝胶卡电离。
本发明还涉及一种医学分析仪器，其用以分析发生在至少一个容器中发生的化学反应，容器包括多个含有一种或多种试剂、同时由至少一个盖密封的井，所述仪器包括根据本发明的填充装置、用于将所述容器带向所述填充装置的装置以及用于分析填充工具将一定量的液体倾注到每个井中之后容器的井中能够发生的化学反应的装置。
该仪器优选包括多个由相同或不同的凝胶卡组成的容器。
有利地，根据本发明的仪器还包括检查站，检查站用以检验被填充工具倾注到井中的液体的定位。
优选地，所述检查站包括照相机和图像处理装置，这使其能够识别有没有气隙和任何滴溅。
本发明还涉及一种用于填充凝胶卡式容器的方法，该容器设有多个由盖密封的井，该方法包括以下步骤：
穿刺容器的盖以便打开井的步骤；
消除容器可能产生的静电荷的步骤；以及
填充步骤，在此期间，将一定量的液体倾注到容器的每个井中。
优选地，该方法由根据本发明的填充装置实施。
有利地，消除静电荷的步骤包括通过产生制造电晕效应的电场，来使容器的井电离。
优选地但并非必要地，消除静电荷的步骤在穿刺步骤之后执行。一个关注点是能够使井内所包含的空气电离。
有利地，填充井的步骤借助至少一个移液管来执行；而且在所述填充步骤期间，所述移液管同轴地延伸到其中一个井。
一个关注点是防止移液管的端部与可能位于井的内壁上的小滴试剂接触，由此避免移液管的任何污染。
根据本发明，避免移液管的污染的一种补充方式是在填充步骤期间，将移液管的下端放置成略低于盖。优选地，移液管的下端被放在盖的下方几毫米。
优选地，在填充步骤期间，倾注的液体与井中之前存在的其他液体之间生成气隙。换言之，每个井中包含的试剂与倾注的剂量之间生成气隙。
最后地且有利地，根据本发明的方法还包括在填充步骤的结尾，检验倾注的液体的定位的步骤。首先检验适当产生气隙。
附图说明
通过阅读以下以非限制性示例方式示出的实施例的详细描述，将更好地理解本发明及其优点。描述参考了附图，附图中：
图1示意性示出根据本发明的医学分析仪器，该医学分析仪器包括根据本发明的填充装置；
图2是旨在与图1的仪器一起使用的容器的前视图；
图3是根据本发明的填充装置的一个优选实施例的立体图；
图4是图3的填充装置的电离斜面的详图；而
图5示出在图2的容器的井中所包含的试剂与图1的仪器的移液管所分配的液体剂量之间形成的气隙。
具体实施方式
图1示出根据本发明的医学分析仪器10的非常概略的并且非限制性的图解。
仪器10使用易耗容器，在此情况下即凝胶卡12，凝胶卡12也公知地设有井14。图2示出本示例的每个凝胶卡12包括在凝胶卡的上壁12a出现的六个井14。因此，这些井14具有在凝胶卡的上壁12a中形成的开口16，这些开口16初始由盖18密封，盖18沿凝胶卡12的纵向L延伸。在该示例中，盖18由密封到凝胶卡12的上壁的薄条组成。
参照图2可理解，按公知的方式，凝胶卡12的每个井14包含试剂R，各井中的所述试剂可以彼此不同。
更具体地，每个井14是通过将基本圆柱形的上腔14a、经由逐渐变细的中腔、连接到同样基本圆柱形的下腔14b而形成的。上腔14a的直径基本大于下腔14b的直径，上腔14a和下腔14b与共用轴线A同轴。如图2所示，试剂包含在下腔14b中，试剂的液面略微位于下腔14b的上端之下，而初始为空的上腔14a出现在凝胶卡12的上壁12a中。
已发现，由塑料制成的凝胶卡12具有携带静电荷C+、C-的倾向；这些电荷被认为是凝胶卡12在进行处理时可能经历的冲击期间产生的。
再参照图1，可看到仪器包括输送机(conveyor)50，输送机50能够沿进入方向D来移动仪器10的凝胶卡12。当然，在不背离本发明的范围的情况下可使用任何其他类型的输送机。
沿进入方向D看，仪器10顺序地包括根据本发明的填充装置100、用以检验由填充装置倾注到井内的液体的位置的检查站200、压缩机式叶轮300、然后是用于分析在凝胶卡的井中很可能发生的化学反应的装置400。
凝胶卡12首先被运向填充装置100，后者旨在以预定量的液体填充凝胶卡12的井。
为此，根据本发明的填充装置首先包括穿刺构件100，穿刺构件100用以刺穿凝胶卡的盖18。
根据本发明的一个基本方案，填充装置100还包括用于消除凝胶卡可能产生的静电荷的装置120。当然，填充装置还包括填充工具130，填充工具130用以在刺穿盖且消除静电荷之后填充凝胶卡的井。详细地说，根据本发明的优选实施例，填充工具130是自动式的。然而，在不背离本发明的范围的情况下，这些填充工具也可由手动移液管构成，手动移液管由操作员来操作。
以下将首先参照图3和图4来更详细地描述穿刺构件110和用于消除静电荷的装置120。
穿刺构件110包括穿刺耙112，穿刺耙112设有六个尖端114，这些尖端旨在穿过盖18时刺入凝胶卡的井，以在盖上形成一连串的孔17。凝胶卡12还包括六个井14，应理解耙112能够一次在每个凝胶卡112的盖上产生六个孔17。
如在图3中看到的，此耙112相对于进入方向D沿横向延伸。
而且，耙112的尖端114优选具有多个平面114a，以便有利于将盖18刺穿。
此外，有一对簧片116在尖端114之间延伸，这对簧片116设置成在盖18被刺穿之后帮助穿刺耙112脱离(disengagement)。
最后，详细地说，耙112被锁定构件118锁定到耙座113，锁定构件118能够使耙112脱离。此外，此耙座112包括两个活动臂113a、113b，耙112在这两个活动臂之间延伸，这些臂连接到枢转连接杆115，枢转连接杆115能够按照环形平移运动方式将耙112从闲置位置(示于图3)带向工作位置，尖端114在该工作位置刺穿凝胶卡的盖18。
根据本发明的一个有利方案，用于消除静电荷的装置120包括电离器122，此方案的电离器122由电离斜面(ionization ramp)组成，由传统电力装置(此处未图示)供电。
电离斜面122相对于仪器固定，并在耙座113的臂113a、113b之间相对于进入方向D沿横向延伸。如在图3中看到的，当耙112处于其闲置位置时，电离斜面122位于耙112的尖端114之下。所述斜面122还被排列成，在耙112向其工作位置运动期间，使得耙112的尖端114不会影响到耙(的运动)。
此外，图3示出电离斜面122包括若干(在此情况下为五个)电极124，这些电极从纵向凹槽126的底部伸出。
现在参照图4，可看到电离斜面122安装在具有紧固脚部129的座128上。斜面相对于竖直方向倾斜约60°，使得斜面的电极124以如下区域为目标：在盖18的穿刺操作期间凝胶卡所处的区域。优选地，电离斜面与井14的开口16之间的距离在15mm和30mm之间。在这种具体情况下，电离斜面122的电极124用来在凝胶卡12的井14周围产生电晕式电场E。为此，例如可选择自偶变压器式电源，该电源对每个电极输送频率为50Hz、电势差为4KV、输出(电流)为2.5mA的正弦波。
现在将说明根据本发明的填充装置100所使用的填充方法。
如图3所示，在相对于进入方向D沿横向延伸的壳体102中，多个凝胶卡12顺序地被带到穿刺构件110附近，使得凝胶卡12在穿刺操作期间被保持在处于进入方向D横向上的竖直平面中。
当致动穿刺构件110时，耙112按照上述的环形平移运动方式在其工作位置突起，使得耙112的尖端114刺穿盖18。然后，使耙112返回如图3所示的闲置位置。在穿刺步骤的结尾，盖18在井14的位置上被刺出六个孔20。
在此穿刺步骤之后，致动电离斜面，以在井14周围产生具有电晕效应的电场。如上所述，此电晕效应电场产生电离空气，由此消除可能由凝胶卡12的井携带的静电荷C+、C-。优选地，井14的电离持续时间在1秒和1.5秒之间。
在电离步骤之后，凝胶卡12被带向填充工具170。填充工具包括至少一个图5可见的移液管132。如该图所示，在穿刺操作之后，移液管132是通过盖18上形成的孔20顺序地插入每个井14的上腔14a内的。在移液管通过孔20插入井14之一中期间，移液管的下端132a被带到盖的下方几毫米，同时移液管排列成相对于所述井同轴。
然后，移液管132将一个剂量134(也就是说约10μl)的液体倾注到位于靠近凝胶卡的左边缘的井的上腔14a中，如图5所示。
非常优选地，在剂量134与井14的下腔14b所包含的试剂之间产生气隙136。此气隙基本位于逐渐变细的中腔之下。
在填充步骤的结尾，凝胶卡12被带到检查站200，以便检验气隙136的存在。
此后，将凝胶卡12温育，然后借助压缩机式叶轮300将凝胶卡离心。
然后，使用分析化学反应的装置400来分析井14中发生的化学反应的结果。这种装置(以其他方式已知的)一般包括能够显现凝胶卡12的井14中的一种或多种反应的结果的读取器。

Claims (17)

1.一种用于填充至少一个初始由盖(18)密封的凝胶卡式容器(12)的装置(100)，其特征在于，所述装置包括用以刺穿所述盖的穿刺构件(110)、用于消除所述容器可能产生的静电荷的装置(120)以及用以在刺穿所述盖并消除静电荷(C+、C-)之后填充所述容器的填充工具(130)。
2.根据权利要求1所述的填充装置，其特征在于，所述容器是卡(12)，所述卡包括多个由所述盖(18)密封的井(14)，每个所述井包含一种或多种试剂(R)。
3.根据权利要求2所述的填充装置，其特征在于，所述穿刺构件(120)包括穿刺耙(112)，所述穿刺耙设有多个旨在当穿过所述盖时穿刺所述井的穿刺尖端(114)。
4.根据权利要求2或3所述的填充装置，其特征在于，所述填充工具包括至少一个移液管(132)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的填充装置，其特征在于，用于消除静电荷的所述装置(120)包括电离器(122)。
6.根据权利要求5所述的填充装置，其特征在于，其具有朝向所述穿刺构件的用于所述容器的进入方向(D)，并且所述电离器由相对于所述进入方向沿横向延伸的电离斜面(122)组成。
7.根据权利要求5或6所述的填充装置，其特征在于，所述电离器(122)包括多个电极(134)，所述多个电极以在所述容器的盖的穿刺期间旨在设置所述容器(12)的区域为目标。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的填充装置，其特征在于，所述电离器(122)旨在产生制造电晕效应的电场(E)。
9.一种医学分析仪器(10)，其用于分析在至少一个容器(12)中发生的化学反应，所述至少一个容器包括多个含有一种或多种试剂、同时由至少一个盖(18)密封的井(14)，所述仪器包括根据权利要求1至8中任一项所述的填充装置(100)、用于将所述容器带向所述填充装置的装置(50)以及用于分析在所述填充工具(130)将一定量的液体倾注到每个所述井中之后所述容器的井中能够发生的化学反应的装置(400)。
10.根据权利要求9所述的仪器，其特征在于，所述仪器还包括检查站(200)，所述检查站用以检验由所述填充工具(130)倾注到所述井中的液体的位置。
11.一种填充设有多个由盖密封的井的凝胶卡式容器(12)的方法，其特征在于，所述方法包括：
穿刺所述容器的盖以便打开所述井的步骤；
消除所述容器可能产生的静电荷的步骤；以及
填充步骤，在所述填充步骤期间，将一定量的液体倾注到所述容器的每个井中。
12.根据权利要求11所述的填充方法，其特征在于，用于消除静电荷的所述步骤包括通过产生制造电晕效应的电场来使所述容器的井电离。
13.根据权利要求11或12所述的填充方法，其特征在于，消除静电荷的所述步骤在所述穿刺步骤之后执行。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的填充方法，其特征在于，填充所述井的步骤借助至少一个移液管来执行；而且在所述填充步骤期间，所述移液管同轴地延伸到所述井之一。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的填充方法，其特征在于，所述填充步骤借助至少一个具有下端的移液管来执行；而且在所述填充步骤期间，所述下端被放置成略低于所述盖。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的填充方法，其特征在于，在所述填充步骤期间，被倾注的液体与所述井中之前存在的其他液体之间产生气隙。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的填充方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：在所述填充步骤的结尾，检验被倾注的液体的位置。
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