CN103282122B - 用于样本分析的多流体筒罐和它们的使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于用于样本分析的多流体筒罐，并且目的在于使用所述筒罐的方法。在一个实施例中，筒罐包括：（a）第一导管，在用来接纳流体样本的样本进入端口处开始，并且与一个或更多个传感器流体连通；（b）多个可破裂流体袋，每个可破裂流体袋包含一不同流体，并且与一相应输送导管流体连通，该相应输送导管构造成用来将相应流体输送到所述第一导管；以及（c）至少一个气泵，构造成使所述流体样本运动到所述一个或更多个传感器，并且用来将所述不同流体中的至少一种流体运送到所述第一导管。

Description

用于样本分析的多流体筒罐和它们的使用方法
优先权要求
本申请要求对于在2010年12月29日提交的美国临时申请No.61/428,024的优先权，该临时申请的全部内容和公开通过参考由此包括。
技术领域
本发明涉及用在医学化验和分析中的装置。更具体地说，本发明涉及用于流体分析（特别是用于血液分析）的多流体一次性筒罐，并且涉及用于过样的筒罐的阅读器装置。
背景技术
随着医学技术的和便携式电子装置和机械装置的不断进步，用于对生物样本的多种类型化验的手持式诊断设备已经是可得到的。
为了诊断、筛选、疾病分期、法医分析、妊娠化验、药物化验以及其它原因，传统上对于生物样本进行化验室化验。尽管少量定性化验，如妊娠化验，已经减小到用于患者家庭使用的简单套具，但大量定量化验仍然要求精细的过程，这些精细的过程常常使在使用复杂仪器的化验室设施中的训练技术人员的专门知识成为必要的。在最近一些年，这些化验中的一些对于通过使用手持式化验装置的现场分析，对于医师等而言已经是可得到的，这些手持式化验装置包括用于样本分析的传感器和计算电子装置、和用于手动和/或自动样本和化验流体操纵的机械致动组件。这样的手持式化验装置提供如下优点：能够在护理点处进行分析和化验以立即获得结果，这可以增进诊断及时性和精度。
例如，Snyder的美国专利No.6,222,371描述了一种手持煮沸器和冷却流体化验设备，在化验设备中具有化验流体储器，该化验流体储器用来接纳待化验的流体。所描述的设备包括主流体储器和溢流储器，具有用来控制流体液位的装置，以便增进化验精度和一致性。
为了生物样本的化验，已经使用了具有一次性样本容器的化验装置。Bodai等人的美国专利No.4,929,426、Shults等人的美国专利No.4,994,167以及Betts等人的美国专利No.5,405,510描述了便携式生物流体测量装置，这些便携式生物流体测量装置具有可拆下的和一次性的样本筒罐。Bodai等人描述了一种pH值化验设备，该pH值化验设备容纳内部血液样本保持筒罐，该内部血液样本保持筒罐用来接纳使用注射器沉积到设备中的血液样本。Shults等人描述了一种化验装置，该化验装置具有可拆下筒罐，该可拆下筒罐包括用来接纳流体样本的薄膜，薄膜保持与化验装置的电极相接触，这些电极用来化验流体样本。Betts等人描述了一种分析物测量装置，该分析物测量装置具有匹配的一次性筒罐，该一次性筒罐包括用于流体的引入的进口、用来进行化验的传感器以及用来提供化验控制和用来将结果通信到测量装置的电子连接。
另外，为了分离样本收集、和为了提供简单接口以将所收集的样本呈现给化验装置，已经开发了单次使用分立样本运载装置、和对应化验装置。
Makita等人的美国专利No.5,037,614、Suzuki等人的美国专利No.5,316,727以及LaBorde等人的美国专利No.7,547,557描述了分立样本运载装置，这些分立样本运载装置用来收集化验样本，并且将所收集的样本呈现给对应化验装置。Makita等人描述到：使用试纸棒用来收集血液样本；并且将试纸棒插入到化验装置的开口中，用来对在试纸上收集的血液样本进行光学化验。Suzuki等人描述了一种封闭化验件，该封闭化验件在内部包括试验件，该试验件具有用来将血液样本收集到试纸上的开口、和当插入到对应化验装置中时用来允许光学化验的另一个开口。LaBorde等人描述了一种样本运载装置，该样本运载装置包括样本接纳端口和从接纳端口到敞开化验带条的流动结构，用来允许通过磁性阅读器装置的化验。
对应地，Lauks等人的美国专利No.5,096,669描述了一种手持式检测装置，该手持式检测装置用来测量在血液样本中的分析物。其它手持装置在Wojciechowski等人的美国专利No.5,873,990、Gephart等人的美国专利No.7,041,206中描述。Lauks等、Wojiechowski等以及Gephart等人描述了单次使用筒罐，作为用于插入到手持式化验设备中的流体样本运载装置，该手持式化验设备用来对流体样本进行不同类型的化验。具体地说，Lauks等人描述了一种设备和筒罐系统，该设备和筒罐系统在商业上称作护理点血液化验系统，它使用一次性筒罐，该一次性筒罐具有用来进行一种或更多种血液化验的传感器。这些筒罐使用便携式分析仪而操作，该便携式分析仪具有显示器，该显示器用来将化验结果和其它信息提供给使用者。系统由系统手册（2010）（AbbottPointofCareInc.,Princeton,NJ）详细地描述，该系统手册全部包括在这里。
Davis等人的美国专利No.7,419,821详细地描述了一种样本运载筒罐，该样本运载筒罐用于系统。这样的筒罐包括用来接纳样本的进口、用于样本和化验液体的分离容器以及用来将液体混合的通道机构。供这种筒罐使用的设备包括机械致动器，该机械致动器通过将机械力施加到化验筒罐的适当部分上而触发混合。
随着用来适应日益复杂化验的筒罐设计的不断进步，已经有对于阅读装置的并行进步的需要，这些阅读装置用来致动日益复杂的化验筒罐。为了满足对于这样的化验的需要，传感器和计算电子装置和机械致动元件需要变得更精细。
发明内容
本发明的目的在于用于样本分析（优选地适于护理点化验）的多流体筒罐，并且目的在于用来使用这样的筒罐的方法。在一个实施例中，本发明的目的在于一种用于样本分析的多流体筒罐，该多流体筒罐包括：（a）第一导管，所述第一导管在用来接纳流体样本的样本进入端口处开始，并且与一个或更多个传感器流体连通；（b）多个可破裂流体袋，每个可破裂流体袋包含一不同流体，并且与一相应输送导管流体连通，该相应输送导管构造成用来将相应流体输送到第一导管；以及（c）至少一个气泵，构造成使流体样本运动到一个或更多个传感器，并且用来将不同流体中的至少一种流体运送到第一导管。每种不同流体选择性地从尤其包括如下选项的组中选择：试剂流体、洗涤流体、校准流体以及稀释剂。
在另一个实施例中，本发明的目的在于一种用来用多流体筒罐分析流体样本的方法，该方法包括如下步骤：（a）将流体样本引入到样本进入端口中，并且允许流体样本进入第一导管，该第一导管在样本进入端口处开始，并且与一个或更多个传感器流体连通；（b）使多个流体袋破裂，每个流体袋包含一不同流体，并且与一相应输送导管流体连通，该相应输送导管构造成用来将流体输送到第一导管；（c）将不同流体运送通过输送导管，并且运送到第一导管；（d）将流体样本运送通过第一导管并且经过一个或更多个传感器；以及（e）在一个或更多个传感器处，对流体样本进行分析，以对分析物的存在或浓度或流体样本的性质加以分析。方法选择性地包括如下步骤：在第一导管中将不同流体中的至少一种流体与流体样本相混合。选择性地，在步骤（d）之前，将不同流体中的至少一种流体运送到第一导管，并且在步骤（d）之后，将不同流体中的至少一种流体运送到第一导管。
第一导管优选地包括毛细管止挡件，该毛细管止挡件定位在样本进入端口与一个或更多个传感器之间。泵的操作例如可以使流体样本通过毛细管止挡件，并且到达一个或更多个传感器。
在一个优选实施例中，输送导管中的至少两根输送导管与共享导管流体连通，该共享导管构造成用来将多种流体从输送导管中的至少两根输送导管输送到第一导管。共享导管可以在毛细管止挡件上游或下游的点处与第一导管流体连通。优选地，第一导管在废弃物腔室中结束。因而，本发明的方法选择性地包括如下步骤：将不同流体中的多种流体从输送导管中的至少两根输送导管运送通过共享导管，并且运送到第一导管。
筒罐可以包括单个气泵，或者可选择地包括多个气泵，该单个气泵控制流体样本和多种不同流体的运动，所述多个气泵中的一个气泵例如控制流体样本的运动，并且所述多个气泵中的至少一个气泵控制多种不同流体的运动。在一个方面，筒罐包括多个气泵，并且不同流体中的每一种流体的运动由一不同气泵控制。
在一个实施例中，多个流体袋包括第一流体袋和第二流体袋，其中，第一流体袋包含第一流体，该第一流体选择性地是稀释剂，并且第一气泵控制第一流体到第一导管的运动，并且控制流体样本在第一导管中的运动，并且其中，第二流体袋包含第二流体，该第二流体的运动由第二气泵控制。
本发明的其它特征和优点由联系附图进行的如下详细描述将成为显然的，这些附图以示例方式示出本发明的实施例的各种特征。
附图说明
本发明的更完全理解和其附属优点的多个将容易地得到，因为它们当联系附图考虑时，通过参照如下详细描述变得更好理解。
图1示出根据本发明一个实施例的例示性流体筒罐。
图2A-2I示出根据本发明另一些实施例的另一些例示性流体筒罐。
图3A示出根据本发明优选实施例的用于流体分析的多流体筒罐阅读器装置的侧视图，该多流体筒罐阅读器装置排除了用于传统功能的元件（例如，样本柱塞、校准剂柱塞以及18针连接器），图3B示出图3A的装置的俯视图，图3C示出图3A的装置的后视立体图。
图4示出图3A的装置的侧视立体图。
图5A示出图3A的装置在“下部”位置中时的前视立体图，图5B示出图3A的装置在“上部”位置中时的前视立体图。
图6示出图3A的装置的柱塞致动部分的分解图。
图7示出根据本发明第二优选实施例的用于流体分析的多流体筒罐装置的侧视立体图。
图8示出图7的装置的前视立体图。
图9示出枢轴的详细视图，这些枢轴连结到图7的装置的柱塞上。
图10示出在18针连接器与图7的装置的柱塞之间的枢轴。
图11示出图7的装置的热探针部分。
图12示出图7的装置的镜像凸轮部分。
图13示出图7的装置的条码阅读器组件部分。
图14示出图7的装置的仰视图。
图15示出图7的装置的侧视图。
图16示出图7的装置的俯视图。
图17示出图7的装置的前视图。
图18示出图7的装置的热探针和电机支架的详细视图。
图19示出图7的装置的枢轴和18针连接器的详细视图。
图20示出图7的装置的柱塞之一的详细视图。
图21示出几种系统传统筒罐设计。
具体实施方式
本发明涉及多流体一次性分析筒罐，并且涉及用来操纵这样的筒罐的阅读器装置和致动机构。“多流体”指的是，筒罐包括两个或更多个流体容纳袋，这些流体容纳袋用来分离地提供用在样本分析中的两种或更多种流体，如一种或更多种试剂流体、洗涤流体、校准流体、稀释剂等。在一些优选实施例中，阅读器和相关致动机构构造成使得它们可独立地使两个或更多个流体容纳袋按预定方式破裂，引起流体从其的受控释放，并且实现改善的样本分析。
筒罐和阅读器优选地基于护理点血液化验系统，该护理点血液化验系统使用一次性筒罐，这些一次性筒罐具有用来进行一种或更多种血液化验的传感器。这些筒罐使用便携式阅读器而操作，该便携式阅读器具有显示器，该显示器用来将化验结果和其它信息提供给使用者。系统由系统手册（2010）（AbbottPointofCareInc.,EastWindsor,NJ）详细地描述，该系统手册全部包括在这里。本领域的技术人员将认识到，所公开的机构可适合其它血液化验系统，既用在护理点处又用在中心化验室中的那些系统。也要理解，公开机构可适合其它手持分析仪或组合化验筒罐和便携式临床分析仪，包括但不限于具有高级生物科学技术的那些，并且包括可得到的或者可能成为可得到的那些。如图21所示的当前可得到的系统已经限于：单流体筒罐，如cTnI分析筒罐，它们采用单液体试剂，例如校准或洗涤流体；和筒罐，它们不包括任何液体试剂，例如凝结分析筒罐。
常规单流体筒罐当插入到阅读器中时，典型地具有用于致动的两个致动点。第一致动点用来使单个流体袋破裂，并且第二致动点用来致动泵送机构，该泵送机构用来移动在筒罐内的各种流体。作为对照，本发明的筒罐可以有益地包括多个流体元件，并且当插入到阅读器中时，典型地涉及用于致动的多于两个致动点。
多流体筒罐
本发明的多流体筒罐的定向和构造可以广泛地变化。在一个实施例中，筒罐包括：（a）第一导管，所述第一导管在用来接纳流体样本的样本进入端口处开始，并且与一个或更多个传感器流体连通；（b）多个可破裂流体袋，每个可破裂流体袋包含一不同流体，并且与一相应输送导管流体连通，该相应输送导管构造成用来将相应流体输送到第一导管；以及（c）至少一个气泵，构造成使流体样本运动到一个或更多个传感器，并且用来将不同流体中的至少一种流体运送到第一导管。如这里使用的那样，“第一导管”是指这样的导管，该导管在用于流体样本的引入的样本进入孔口开始，并且包括检测区域，该检测区域包括用于样本分析的一根或更多根电极。第一导管优选地在废弃物腔室中终止，该废弃物腔室用来接纳过多或用过流体，这些流体在化验过程中使用。在一个优选实施例中，输送导管中的至少两根输送导管与共享导管流体连通，该共享导管构造成用来将多种流体从输送导管中的至少两根输送导管输送到第一导管。
多个流体筒罐可以相对于彼此纵向地、纵向地或者既横向地又纵向地定向。如这里使用的那样，“纵向”是指与筒罐到筒罐阅读器中的插入方向相平行的方向，并且“横向”是指与筒罐的宽度相平行的方向。
根据本发明的多流体筒罐1的一个非限制性实施例在图1中示出。如所示的那样，筒罐1包括筒罐外壳38，该筒罐外壳38限定一系列导管和空腔。外壳38优选地由诸如塑料之类的刚性材料形成，并且可以按多段形成。例如，外壳由帽盖段和基底段形成，并且可以包括在它们之间的带或粘合薄片，该带或粘合薄片用来分离在帽盖和基底段中的导管，以及提供用于一个或更多个泵送元件的薄膜，如在美国专利No.5,096,669中描述的那样。在另一个实施例中，外壳可以由单个模制塑料件形成，该单个模制塑料件具有帽盖部分和相对基底部分，该帽盖部分和相对基底部分绕铰链区域是可折叠的，从而帽盖和基底部分在折叠之后可彼此固定，如在共同待决美国临时专利申请No.61/288,189中描述的那样，该专利申请的全部通过参考包括在这里。
筒罐外壳38包括样本进入端口3，样本-例如血液可以引入到该样本进入端口3中。一旦引入，样本进入端口3就由滑动外罩部件2覆盖。如所示的那样，外罩部件2在关闭位置中，并且覆盖样本进入端口3。例示性外罩部件在联合拥用的美国专利No.7,682,833中描述，该专利的全部通过参考包括在这里。在引入到样本进入端口中时，毛细管作用将样本抽吸到保持腔室4中。如所示的那样，保持腔室4从基底段延伸穿过在带（该带在基底段与帽盖段之间）中的孔5并且进入在帽盖段中的导管6。在未示出的另一些实施例中，保持腔室仅仅定位在基底段或帽盖段中。在所示的实施例中，毛细管作用优选地将样本通过导管6向远侧抽吸到选择性样本抽取单元7，该选择性样本抽取单元7吸收样本的一部分，以促进高限度样本稀释，如在标题为“SampleMeteringDeviceandAssayDevicewithIntegratedSampleDilution（具有集成样本稀释的样本计量装置和分析装置）”的美国临时专利申请No.61/419,489中描述的那样，该专利申请的全部通过参考包括在这里。本质上，在所示的方面，小样本体积吸收在样本抽取单元7内，并且在随后的方法步骤中，来自多个流体袋中的一个或更多个袋的稀释剂被泵送，从而它经稀释导管29越过和/或穿过样本抽取单元7，并且从其抽取样本的计量部分，优选地用于高限度样本稀释，例如在从约50:1至50,000:1、从100:1至1,000:1或从5,000:1至25,000:1的量级上的稀释。将生成的稀释样本通过开口30泵送到分析区域，该开口30选择性地包括毛细管止挡件，该分析区域包括一根或更多根电极34。
在图1中未示出的另一个方面，装置可以构造成用于低限度样本稀释，例如小于约50:1（v/v稀释剂:样本）、小于25:1、小于10:1或小于5:1的样本稀释或混合，如在标题为“SampleMeteringDeviceandAssayDevicewithIntegratedSampleDilution（具有集成样本稀释的样本计量装置和分析装置）”的美国临时申请No.61/419,485中描述的那样，该申请的全部通过参考包括在这里。在这方面，装置优选地不包括样本抽取单元，并且稀释剂与计量样本相混合，以形成低限度稀释样本，该低限度稀释样本被运送穿过毛细管止挡件，并且运送到用于样本分析的一个或更多个传感器。用来实施低限度样本稀释的一种构造下面联系图2H进一步讨论。
应该注意，本发明的多流体概念可以包括或不包括稀释特征。作为结果，在将样本流体引入到筒罐中之后停止它的初始运动的特征，例如样本抽取单元或毛细管止挡件，可以定位在导管（该导管将流体从多个流体袋转移到第一导管）的上游或下游。
筒罐外壳-优选地筒罐外壳的基底段，也具有多个空腔，这些空腔用来容纳多个流体容纳袋。在图1中所示的实施例中，筒罐包括三个空腔10、11、12，这三个空腔10、11、12用来容纳三个流体容纳袋。在另一些实施例中，筒罐可以包括两个、三个、四个、五个、或更多个空腔，这些空腔用来容纳对应数量的流体容纳袋。如下面更详细讨论的那样，每个空腔优选地包括在其底部处的针、和选择性地在空腔的顶部处的铰接盘，该铰接盘优选地由筒罐的帽盖段形成。在筒罐插入到阅读器装置中时或之后，压力可以优选地按预定顺序施加到铰接盘的一个或更多个（这些铰接盘在致动点13、14及/或15的区域中）上，使每个盘在相关袋（该相关袋包含在相关空腔中）上向内挠曲，并且使它在针上破裂和释放其中包含的流体。每个空腔具有相关导管23、24及28，这些相关导管23、24及28用来从对应的破裂袋或相关空腔接纳流体。在所示的实施例中，来自第一袋10的流体选择性地由毛细管作用转移到导管23和导管25中；来自第二袋11的流体选择性地由毛细管作用转移到导管24和导管25中；来自第三袋12的流体（它优选地包括稀释剂）选择性地由毛细管作用转移到导管28和导管27（优选地稀释剂导管）中。
第一、第二及第三（或更多）袋的破裂的顺序和计时依据采用的化验以及在相应袋中包含的流体的类型，可以宽广地变化。在一个实施例中，例如，第一袋包括分析流体，第二袋包括洗涤流体，第三袋包括稀释流体。在一个实施例中，稀释剂袋首先破裂，并且流体的一部分用来稀释样本和将混合物输送到传感器区域。其次，洗涤流体袋破裂，并且将流体输送到传感器区域，以洗涤传感器。最后，分析流体袋破裂，并且将流体输送到传感器区域。这种流体包含试剂，该试剂与传感器相互作用，以产生信号，该信号与在样本中的目标分析物有关。其它顺序对于本领域的技术人员将是显然的，例如，其中，洗涤和分析流体组合在单个袋中。另一个可选择例，例如用于顺序夹层免疫测定-其中对于第一抗体的分析物拘限进行对于第二信号抗体的暴露，按如下操作：第一袋，具有洗涤流体，以除去在样本中的未约束分析物；第二袋，具有信号抗体；第三袋，具有第二洗涤流体；以及第四袋，具有分析流体。
在所示的实施例中，每个袋（和袋空腔）具有与其相相关的对应泵，尽管这是选择性特征。第一、第二及第三泵的每一个可以在（按预定或编程顺序）插入到阅读器中时或之后，优选地彼此独立地，由在阅读器中的第一、第二及第三柱塞分别致动。柱塞优选地分别在第一致动点16、第二致动点17及第三致动点18处，接触第一、第二及第三泵。第一泵20构造成用以将空气通过导管8泵送到袋10（或相关空腔），以便将流体泵送通过导管23和25、通过孔31（选择性地毛细管止挡件），并且泵送到分析导管33中。第二泵21构造成用以将空气通过导管9泵送到袋11（或相关空腔），以便将流体通过导管24和25、通过孔31（选择性地毛细管止挡件）泵送，并且泵送到分析导管33中。第三袋12优选地构造成适用于样本稀释，并且作为结果，具有与来自第一袋10和第二袋11的流体不同的流动路径。在具有分离泵的一些实施例中，袋的致动器的主要目的是使每个相关袋破裂，释放流体，以在相应泵的控制下流动。
在所示的实施例中，在第三袋12破裂之后，其中包含的流体-例如稀释剂，流动通过导管28，并且流到导管27（当第三流体包括稀释剂时称作稀释导管）中。过多流体可以经废弃物导管37转移到废弃物腔室36。在随后的方法步骤中，第三泵22构造成用以将空气泵送通过导管19、通过孔口26（选择性地毛细管止挡件），并且泵送到稀释导管27中，使其中包含的流体通过导管29，并且与样本抽取单元7相接触。在这方面，在导管28中的流体优选地流过和/或越过抽取单元7，从而样本的一部分从样本抽取单元被抽取到流体中。第三泵22的连续泵送动作使流体和被抽取的样本（优选地处于“稀释样本”的形式）通过开口30，并且通到分析导管33中。样本然后经过分析区域，该分析区域包括用于化验物形成和分析物探测的电极34。已经经过分析导管33d来自第一、第二及第三袋的流体-例如作为反应或洗涤流体，当希望时，可以经导管35泵送到废弃物腔室36。
在未示出的一个类似实施例中，稀释剂袋被省略，如省略稀释特征那样，并且这里，样本、洗涤流体及分析流体都经共享导管25直接通到导管33中。见下面讨论的图2A。例如当分析不要求样本稀释步骤时，可以采纳这种设计。
图2A-2I示意地示出根据本发明的其它实施例的用于多流体筒罐的各种选择性构造。在图中，样本进入端口指示为“A”，并且流体止挡件，例如毛细管止挡件或其它流体流动停止构件，指示为“B”。图2A-2I也示出用于另外化验特征的致动点（在每个“x”处），如用于芯部化验的多点校准、用于免疫测定的洗涤和分析、等等。图2A示出包括三个流体袋的实施例，每个袋包含一相应泵。来自三个袋的流体可以优选地独立地通过单根共享导管引导到在样本进入端口A与流体止挡件B之间的区域，并且选择性地与在它们之间布置的流体样本相混合。在一些实施例中，单根共享导管与第一导管在停止构件的上游相交，而在另一些实施例中，单根共享导管与第一导管在停止构件的下游相交。在另一个方面，一根或更多根流体导管（选择性地共享导管）在停止构件的上游接合第一导管，并且一根或更多根其它流体导管（选择性地共享导管）在其下游接合第一导管。如图2A所示，化验筒罐可以包括腔室和对应致动点，这些腔室和对应致动点按三排对准。
图2B示出包括多个流体容纳袋（这里六个流体容纳袋）的实施例，这些流体容纳袋可以个别地破裂，如下面讨论的那样。个别流体可以例如是试剂、洗涤流体、稀释剂、或空气。歧管允许数字列的流体/空气段产生和沿外部传感器/废弃物导管泵送。试剂可以选择性地泵送到彼此中，以形成新组合试剂（它如果在袋之一中预先混合则例如可能已经是不稳定的）。在这个实施例中，袋的至少一个（如右下袋）优选地填充有空气，并且将管子连接成，将样本从进口移动到分析区域中。
图2C示出单个泵，该单个泵控制来自三个不同流体袋的同时输出。图2D示出其中单个泵控制来自多个（两个）袋的流体的（同时）输出的实施例。具体地说，图2D示出单个泵和分离泵，该单个泵控制来自第二和第三袋的流体流动，该分离泵用来控制来自第一袋的流体流动。图2E示出采用两个流体袋、和第三泵的实施例，每个流体袋具有其自己的相应泵，该第三泵构造成用以控制计量样本的运动，该计量样本形成在泵开口D与流体止挡件B之间。图2F示出包括两个流体袋的实施例，每个流体袋具有其自己的相应泵，并且其中，第一袋比第二袋大，并且保持比第二袋体积大的流体。图2G示出包括单个流体袋和两个泵的实施例，其中，第一泵构造成用以移动来自单个流体袋的流体，并且第二泵构造成用以控制计量样本的运动，该计量样本形成在泵开口与毛细管止挡件之间，如以上在图2E中描述的那样。
图2H示出适用于低限度样本稀释或样本混合的实施例，如以上讨论的那样，例如小于约50:1（v/v稀释剂:样本）的样本稀释或混合。在这个实施例中，样本被引入到筒罐中，并且优选地经毛细管作用流到流体止挡件B-优选地毛细管止挡件，在点D与流体止挡件B之间的样本计量腔室内形成计量样本。第二袋然后破裂，引起流体-例如在其中包含的稀释剂，流动到流体止挡件D，该流体止挡件D也优选地是毛细管止挡件。位于泵开口C与点D之间的流体（例如稀释剂）的经计量的量然后由第二泵转移到样本计量腔室中，在该处它同时与计量样本相混合，并且将所生成的稀释/混合样本输送过流体止挡件B，并且输送到用于化验物形成和分析的分析导管中。图2H也包括用于另外流体（例如洗涤流体或反应剂）的第一流体袋和相关泵。当然，这个实施例可包括用来包括第三流体的第三袋和相关泵，如以上描述的那样。
图2I示出适用于高限度样本稀释或样本混合的实施例，该实施例类似于在图1中的实施例，但仅包括两个流体袋和相关泵。在这个实施例中，样本流到样本抽取单元E中，并且来自第二袋的第二流体-选择性地稀释剂-它可以被计量或不计量，由第二泵通过和/或越过样本抽取单元的一部分泵送。经计量的稀释剂可以例如形成在点F与样本抽取单元E之间的稀释剂导管中，该点F将空气从相关泵接纳到稀释剂导管中。这使样本的小部分抽取到第二流体（例如稀释剂）中，形成高限度稀释/混合样本，该高限度稀释/混合样本然后用第二泵泵送到用于化验物形成和分析的分析导管中。来自第一袋的流体-例如洗涤流体或反应剂，也可以优选地独立地从样本和第二流体泵送到分析导管。
在另一个实施例中，本发明是对于一种用来使用上述多流体筒罐的任一种的方法。例如，在一个实施例中，本发明是对于一种用多流体筒罐来分析流体样本的方法，该方法包括：（a）将流体样本引入到样本进入端口中，并且允许流体样本进入第一导管，该第一导管在样本进入端口处开始，并且与一个或更多个传感器流体连通；（b）使多个流体袋破裂，每个流体袋包含一不同流体，并且与一相应输送导管流体连通，该相应输送导管构造成用来将相应流体输送到第一导管；（c）将不同流体运送通过输送导管，并且运送到第一导管；（d）将流体样本运送通过第一导管并且经过一个或更多个传感器；以及（e）在一个或更多个传感器处，对流体样本进行分析，以对分析物的存在或浓度或流体样本的性质加以分析。方法选择性地包括如下步骤：在第一导管中将不同流体中的至少一种流体与流体样本相混合。优选地，输送导管中的至少两根输送导管与共享导管流体连通，并且方法还包括如下步骤：将不同流体中的多种流体从输送导管中的至少两根输送导管通过共享导管分离地或一起地运送，并且运送到第一导管。
在这个方法中，将不同流体运送到第一导管可以发生在通过第一导管和越过一个或更多个传感器运送流体样本之前、之后、或既在之前又在之后。例如，在一个实施例中，在步骤（d）之前，将不同流体中的至少一种流体运送到第一导管，并且在步骤（d）之后，将不同流体中的至少一种流体运送到第一导管。在这个实施例的一个方面，例如，可能希望的是，在步骤（d）之前，将稀释剂运送（即输送）到第一导管，从而它可以在样本分析之前与样本混合，并且然后在步骤（d）中，将生成的稀释样本运送到一个或更多个传感器，接着在步骤（d）之后，将第二流体（如洗涤流体）运送到一个或更多个传感器。
多流体筒罐阅读器
上述多流体筒罐优选地与阅读器或阅读装置组合地使用。典型地，将诸如血液之类的样本引入到筒罐中，如以上描述的那样，并且将筒罐插入到阅读器中。优选地，阅读器适于阅读关于不同化验或化验组合的各种类型的筒罐。使用者可以识别使用的筒罐的类型，从而阅读器可例如从查阅表中选择用于选中筒罐的适当化验参数，例如流体破裂、泵送及样本流动顺序。
护理点血液分析系统一般基于可再用阅读设备，该可再用阅读设备进行血液化验，如但不限于分析物探测、电解质探测、血液内气体探测、凝结化验、血液学以及对于葡萄糖和心脏标记的化验。在一些优选实施例中，本发明的护理点血液分析系统使用一次性筒罐进行化验，例如血液化验，该一次性筒罐包含：（i）分析元件，如显微构造生物传感器，例如，用来检测分析物的电极，如用来检测pH值、氧及葡萄糖；（ii）流体元件，例如用来将血液样本接纳和输送到电极的导管；以及（iii）校准元件，例如，关于每种分析物的已知浓度，用来将电极标准化的含水流体。阅读器包含用来操作电极（例如进行测量和进行计算）的电子装置和算法。阅读器优选地也具有如下能力：显示结果，并且将这些结果选择性地经计算机工作站通信到化验室和医院信息系统（LIS、HIS）。在阅读器与工作站之间的通信可以经各种装置，如经红外链接，或者在工作站与之间化验室信息系统之间使用硬导线连接或其它类似装置。在电子和通信技术领域的技术人员将认识到，可采用其它数据传输装置，例如各种无线协议。
在检测电极、测量方法、单次使用筒罐及阅读器（也称作分析仪和仪器）的一般领域内的几种技术公开在如下联合拥有专利中：美国专利No.5,112,455；美国专利No.5,096,669；美国专利No.5,212,050；美国专利No.5,200,051；美国专利No.5,447,440；以及美国专利No.7,419,821，这些专利的每一个通过参考全部包括在这里。进一步的背景信息在系统手册（AbbottPointofCareInc.,Priceton,NJ）中发现。
尽管主要对于其中生理样本是血液、血浆或血清（包括试剂-修正和稀释形式）的系统描述了本发明，但它也适用于其它生物材料的分析，这些其它生物材料如但不限于尿液、唾液、阴道分泌物、粪便、支气管分泌物及胃分泌物。一次性诊断装置可包括例如尿液分析装置、唾液分析装置以及面颊化验标本分析装置。
如以上指示的那样，本发明也可以应用于在本技术领域中已知的其它分析系统，其中，单次使用化验装置或筒罐具有检测装置。这样的系统可以包括例如基于电化学原理-例如电位分析法、电流分析法及电导分析法-的系统、和典型地称作电极、修改电极、离子-选择性电极、酶电极、免疫-电极、带状电极、生物传感器、免疫传感器等的化验系统。也包括基于光学方法的系统，这些光学方法例如探测浊度、在一种或更多种选中波长下的吸收率、消失性、荧光性、发光性、波导性、反射性等。这些装置可使用与系统相似的流控技术至少到如下程度：将化验样本输送到在每个装置中的化验区域，并且装置用阅读设备操作。因而，本发明也主要但不是排它地适用于这些系统，其中，这些系统用在患者护理点处，例如在手术室、急诊室或医务室处。
在一个例示性实施例中，阅读器一般是手持的、便携式的或者具有很小占地面积。它优选地是独立的和电池操作的，从而它如果希望，则可容易地移动到旁边位置。然而，它可以连结到电源上，或者间断地连结到电池充电器上，该电池充电器连结到电源上。
护理点血液化验系统的主要价值之一是：消除将患者的血液样本送到用于化验的中心化验室的耗时需要。这些系统操作足够容易，从而在旁边的技术人员或护士可得到在质量方面与化验室等效的可靠定量分析结果。在一个优选实施例中，技术人员选择具有要求化验面板的筒罐，抽取血液样本，将它分配到筒罐中，将筒罐密封，及将筒罐插入到阅读装置中。阅读装置然后进行化验循环，该化验循环包括必要的分析步骤，以成功地产生化验结果。这样的简单性给予使用者对于患者生理状态的快速洞察。另外，通过减少用于评估的时间，它实现由医师对于适当治疗的较快决定，因而提高患者结果成功的可能性。
在医院内的急诊室和其它紧急护理位置中，对于各个患者要求的血液化验的类型往往变化。因而，护理点系统一般供给关于不同血液化验菜单的一定范围的一次性筒罐。除对于钠、钾、氯化物、钙、碳酸氢盐、氧气的分压（pO2）、二氧化碳的分压（pCO2）、pH值、葡萄糖、血细胞比容、血红蛋白、铵、乳酸、血液尿素氮（BUN）及肌酸酐的化验之外，其它可包括凝血酶原时间（PT）、PT/INR、活化凝结时间（ACT）、活化部分形成血栓时间（APTT）、血红蛋白A1C、肝素抗-Xa、血液培养物、肌钙蛋白I、肌钙蛋白T、肌酸激酶MB（CKMB）、脑促钠尿排泄肽（BNP）、NTproBNP及C-反应蛋白（CRP）。如在本技术领域中熟知的那样，几个其它参数可从这些化验结果计算，这些其它参数包括例如基础过剩（BE）、阴离子间隙以及氧气饱和百分比（%O2sat）。这些化验可在单次使用装置（例如一次性筒罐）中按几种组合提供给使用者。例如，系统向医院供给多于十种类型的筒罐，这些筒罐具有范围从一种至八种或更多种血液化验的菜单。这些化验菜单构造成使得每种化验与给定抗凝剂是相容的，并且制造商在产品文献中规定给定抗凝剂或抗凝剂选项。按常规，在化验要求不同抗凝剂的场合，它们提供在分离的筒罐中。例如，3.2%柠檬酸浓度对于凝结化验是优选的。
作为结果，给定设施-例如医院，可以使用多种类型的筒罐。图21示出供系统使用的多种例示性筒罐，这些例示性筒罐包括用于对电解质和化学性质的“芯部”化验、凝结化验、免疫测定等的筒罐。图21也示出指示在相应筒罐上的每个致动点的“x”，该致动点用来由手持式化验设备触发化验步骤。因而，化验设备包括机械组件，该机械组件用来在适当时间将力施加到致动点上，以进行与每个筒罐相关联的相应化验。例如，样本可以用水或缓冲剂稀释，或者通过添加试剂，例如酶、染料、抗体、酶辅助因子和酶作用物、等等，而修正。对于常规i-STAT筒罐，包括沿基本筒罐轴线的两个致动点。因而，对应化验设备只要求单个机构，该单个机构与用来致动这两个致动点的这个轴线对准，为了对于两个致动点的另一个的接近，使筒罐或机构沿直线运动。尽管这种设计为了操作的简单性是高度希望的，但它由于有限数量的接触点，就给定筒罐的功能能力而论有些限制。
借助于以上描述的新颖多流体筒罐的创设，可以有利地实现日益高级的化验，产生对于阅读器的需要，这些阅读器能够按希望方式操纵这样的筒罐。本发明的新颖阅读器具有增大用来控制和/或致动这些多流体筒罐的相应特征的能力。例如，阅读器按照希望化验过程可以进行适当流体混合和/或联通。如以上描述的图2A所示，化验筒罐可以包括腔室和对应致动点，这些腔室和对应致动点按三排对准。对于这样的筒罐，有对于设备（例如阅读器）的需要，该设备具有用来触发在中心致动点的任一侧上的另外致动点的增加机构，这些中心致动点与在图21中示出的传统筒罐相对应。由于常规阅读器不是为了供本发明的多流体筒罐使用而构造，所以存在对于修改现有阅读器（所谓的“传统阅读器”）的途径的需要，从而它们可能能够操纵这样的筒罐。在一些实施例中，常规传统阅读器为了供本发明的新颖多流体筒罐使用可以被改装或修改。也存在对于全新阅读器构造的需要，这些全新阅读器构造适于供本发明的新颖多流体筒罐使用。
A.外部柱塞的单电机控制
在第一阅读器实施例中，单电机用来控制多个柱塞（例如如图3-5所示的阅读器的外侧柱塞）的运动。图3A、3B以及3C分别示出在根据本发明一个实施例的多流体筒罐阅读器100中的例示性多柱塞袋-致动机构1的侧视图、俯视图以及立体图。图3A呈现柱塞101和105的侧视图，这些柱塞101和105用来致动和破裂根据本发明的一个实施例的用于流体分析的多流体筒罐的多个袋（在柱塞101和105紧下方的阅读器的右侧上示出）。为了清楚，图3A-3C没有示出与传统阅读器相关联的中心柱塞。外侧柱塞101和105在其中部区域中绕公共枢转轴110枢转，该公共枢转轴110布置在18针连接器（未示出）上。每个柱塞101和105在后端处由轭架115和120驱动，该轭架115和120分别拘限偏心凸轮125和130。两个柱塞101和105跨在第三（中心）柱塞215（在图5A和5B中示出）上，该第三柱塞215也称作校准柱塞或推针。按这种方式，在多流体筒罐中包含的流体袋可以定位成高到三个并列。
参照图3B，偏心凸轮125和130共享一根共用凸轮轴135。偏心凸轮125和130在凸轮轴135上自由地旋转，该凸轮轴135优选地经蜗轮和蜗杆组合138由专用直流电机136驱动，该专用直流电机136可以是直流无心电刷型齿轮-电机。
每个偏心凸轮125和130具有相对运动致动的卷绕弹簧离合机构140和145，当轴135在与偏心凸轮125或130相对应的特定方向上旋转时，这些卷绕弹簧离合机构140和145接合凸轮125或130，并且将它锁定到轴135上。在这个实施例中，当凸轮轴135在与另一个偏心凸轮130或125相对应的相反方向上旋转时，卷绕弹簧离合机构140或145优选地滑动（即，凸轮125和130不随轴135运动）。
卷绕弹簧离合机构140和145构造成，当轴135顺时针旋转时，一个凸轮125或130运动，并且当轴135逆时针旋转时，另一个凸轮130或125运动。每个离合机构140和145在侧部上具有凹槽405和415（见图6），该凹槽405和415接合卷绕弹簧160和165的自由端部，由此借助于在凸轮125或130与凸轮轴135之间的轻微相对运动，使对应弹簧160或165弄紧或释放其对于凸轮轴135的抓握。对应地，抵靠凸轮125和130的被动拖曳制动器（弹簧加载垫）170和175为弹簧提供摩擦力，以借助于“对等-布置”转动而释放。因而，电机方向确定凸轮125或130中的哪个凸轮操作（即，随轴运动），并因此凸轮125和130在相反方向上运动，每个凸轮仅在一个方向上运动。作为结果，相应柱塞101和105依据齿轮-电机136的转动方向经离合机构140和145和凸轮125和130分离地运动，实现柱塞101和105的分离控制，以通过控制单个齿轮-电机136的方向，压缩与柱塞101和105的末端180和185对准的对应流体袋。一个或更多个微处理器、或电子或机械控制器可以用来提供对于齿轮-电机136的直接或可编程控制。
如所示的那样，对于凸轮125和130，在它们各自对应方向上凸轮轴135的半转（onehalfofarevolution）转换成全位移，尽管其它构造或许是可能的。在所示的实施例中，一整转导致从组件的原始位置到原始位置的复位。凸轮125和130和轭架115和120可通过控制齿轮-电机136按任何顺序、断续地或连续地，运动到固定最大位移。装置还可以包括凸轮轴相对位置编码器（未示出）和轭架原始位置探测器（未示出），用来监视和细化用来驱动柱塞101和105的上述机构的控制。
流体包柱塞101和105可以按正弦图案运动，每个柱塞101和105具有固定振幅。选择性地，柱塞101和105可以构造成，通过改变凸轮偏心和/或改变柱塞支点沿柱塞长度的位置，具有不同的振幅。柱塞101和105可断续地停止和/或驱动。优选地，柱塞的方向不能颠倒，并因此，它们通过完成它们的相应向前周期运动，返回到它们的相应原始位置。在一个实施例中，柱塞101和105通过连续向前运动而摆动。摆动速度取决于齿轮-电机速度，该齿轮-电机速度可以通过改变施加的电压、改变电机齿轮装置的减速比、或改变齿轮-电机速度-负载特性（例如，电枢设计、等等）而控制。
参照图3C，其中示出的是齿轮-电机136和齿轮138的后视立体图。在组件的底部上的调节螺钉190和195用作可调整拖曳制动器，这些可调整拖曳制动器优选地起作用，以将弹簧（未示出）预先加载，这些弹簧分别推动垫170和175抵靠每个凸轮125和130。每个制动器优选地提供足够的摩擦力，以保持凸轮125和130，从而凸轮轴135产生“释放扭矩”，以使卷绕弹簧160和165脱开。制动器保持力的量取决于制动器调整；然而，较大保持力可能往往产生寄生阻力。在凸轮运动的“下降”段期间由在轭架与凸轮之间的残余接触力造成的释放扭矩的情况下，即当由柱塞负载造成的在凸轮上的扭矩改变符号时，制动器也可以保持凸轮。
图6提供柱塞101和105的分解图。右弹簧160具有臂401，该臂401被拘限在右凸轮125中的凹槽405中。类似地，左弹簧165具有臂410，该臂410被拘限在左凸轮130中的凹槽415中。按这种方式，弹簧160和165在它们的外部端部处分别有效地连结到凸轮125和130上。弹簧160和165的弹簧圈优选地与轴135具有轻微干涉。弹簧160和165依据轴135的转动方向，在轴135上可以滑动或可以不滑动。
随着轴135顺时针转动（从右边看），在轴135与右弹簧160之间的摩擦力使其弹簧圈抵靠轴135缠绕得更紧，使弹簧160和右凸轮125克服制动器170的摩擦力而随轴运动。同时，在轴135与左弹簧165之间的摩擦力使左弹簧165的弹簧圈轻微地舒展开，放松对于轴135的抓握，并且在弹簧165和左凸轮130保持静止的同时允许轴135转动。弹簧165因而由于在轴135上轻微地展开而保存一些位能。这种预先加载确定扭转量，该扭转量必须施加到弹簧上，以使它开始舒展开。
因而，在滑动方向上（如所示的那样，对于弹簧165和凸轮130是顺时针，并且对于弹簧160和凸轮125是逆时针），随着轴135开始运动，弹簧165或160随轴135转动，直到弹簧臂401和410接触在凹槽415或405内的凸轮130或125（优选地在小于1度处）。轴135继续转动，并且将另外的功经扭转和角位移放入到弹簧中，以使它在凸轮-端部处开始舒展开。制动器175轻轻地保持凸轮130，并且应该克服这个扭转负载保持凸轮。如果制动器不希望地滑动，并且凸轮运动，则弹簧将不释放，并且凸轮将继续随轴135转动。在一些实施例中，它可能获得几度的轴运动，直到弹簧已经对于施加的扭转舒展开足够的量，而超过剩余圈的摩擦力，以便实现滑动状态。弹簧-轴干涉的量、弹簧性质以及表面摩擦力影响为滑动要求的转动。
在非滑动方向上（如所示的那样，对于弹簧160和凸轮125是顺时针，并且对于弹簧165和凸轮130是逆时针），弹簧和轴应该具有足够的摩擦力，以用非常小的迟滞使凸轮运动，除非弹簧仍然正在从以前滑动状态保持一些增量应变能量（弹簧仍然稍微舒展开）。如果情况是这样，则可能必要的是，在使凸轮运动之前耗尽该能量。
图4和5A-5B示出的是图3的多流体筒罐阅读器100的各种立体图，但也示出了用来致动中心泵柱塞225和中心袋柱塞215（优选地用来使中心定位校准流体袋破裂的柱塞）的元件。装置包括探针组件900，该探针组件900由滑动随动件901驱动，该滑动随动件901跟随在板状凸轮210的内侧上的凸轮轮廓。以上所描述的中心袋柱塞215、和18针连接器也具有滑动随动件，该滑动随动件由在板状凸轮210上的表面驱动。板状凸轮210也是在四杆机构220上的输入连杆，该四杆机构220驱动中心泵柱塞225。四杆机构220使用枢轴而不是滑动凸轮，并因此具有较小游隙（即，损失运动/滞后）。
图5A提供机构的前视图，该机构具有在“下部”位置中的连接器和传统柱塞。对于中心袋柱塞215和中心泵柱塞225的传统运动优选地由（第二）直流电机230驱动。齿轮电机230驱动直线丝杠235，该直线丝杠235驱动直线机构240（所示的Chebyshev）。直线机构240的输出是“香蕉”状连杆245的转动。香蕉状连杆245使轴（未示出）旋转，该轴在机构下面通过，并且驱动板状凸轮210。直线机构使用纯枢转连杆提供对于转动运动的直线变换，这些纯枢转连杆不提供（或提供最小）滑动摩擦或磨损，提供最小空转（即，没有接合），及不提供在齿轮电机输出轴上的侧向负载。在另一个实施例中，直线机构240可以用转动控制杆代替。这样的实施例可以具有丝杠的直线平移螺母，该丝杠被拘限在枢转控制杆上的凹槽中，该枢转控制杆又使轴转动，该轴使板状凸轮转动。第三实施例可以具有丝杠的直线平移螺母，该丝杠用销连接到联接连杆上，该联接连杆以在枢转控制杆上的销连接接合而终止-消除滑动作用。
图5B示出在阅读器100中的机构在“上部”位置中的前视图，其中，电机230已经经直线机构240将机构和柱塞215和225驱动到上部位置。
在未示出的另一些实施例中，以上描述的三个元件（例如，柱塞）机构可以如希望的那样“加倍”，以便提供六种独立致动。当然，另外的离合器和独立电机可以用于公开的那些的派生机构，以得到四个、五个、六个或更多致动器。可选择地，阅读器可以包括驱动系统，以使筒罐在纵向方向上前后运动（进一步到阅读器内和外），从而致动沿多条（例如，两条或三条）纵向延伸线的多个致动点。例如，一个或更多个袋可以最初由第一致动运动破裂，随后是用驱动系统将筒罐纵向进一步运动到阅读器中的步骤，随后是优选地按预定和编程顺序，致动一个或更多个泵的另外致动步骤，以便使在各种袋中包含的流体如希望的那样贯穿筒罐流体地运动。
B.独立电机控制
在本发明的另一个实施例中，多个直接驱动电机可以用来独立地控制本发明的多流体筒罐的各种袋和泵致动机构。图7-20示出根据本发明这个实施例的例示性阅读器。图7提供设备500的立体图，该设备500包括多个直接驱动电机，这些直接驱动电机独立地驱动柱塞。这个例示性实施例包括一定特征，这些特征与在公共凸轮轴上使用偏心凸轮的上述实施例的那些特征相对应。因而，这样的特征将使用相同附图标记指示，并且其详细描述此后不再重复。
在图7中所示的视图示出在设备下方的横向（例如，12mm直径）空心直流电机501，该设备具有高减速齿轮装置，该高减速齿轮装置优选地从3000:1至4000:1驱动小齿轮505，该小齿轮505啮合正齿轮510，形成4:1正齿轮减速。其它比值可能适于用来将选中齿轮电机的速度-负载特性转换成设备的速度-负载-位移要求。板状凸轮210驱动随动件，以运动各种运动“输出”，这些各种运动“输出”包括：（1）中心袋柱塞215（也称作推动销或校准包柱塞），（2）18针连接器700，及（3）热探针800。板状凸轮210也是用于4杆机构220的连杆，该4杆机构220通过联接-连杆515驱动另一个输出-（4）中心泵柱塞225，该联接-连杆515表示成在巨大正齿轮后面的“肘”形连杆。
以上描述的实施例可以只具有一个板状凸轮210，该板状凸轮210将输入提供给设备的描述运动输出。单个板状凸轮输出建议：描述的输出由在滑动随动件接合部上的非对称负载或反作用驱动，这些滑动随动件接合部接合中心线外板状凸轮。输出可以具有足够的结构刚性，以在侧向负载的影响下起作用。可选择地，第二或“镜像”板状凸轮1001（见图12）可以设想在设备的相对侧上，由横轴联接到第一板状凸轮上，该横轴在设备下方通过。镜像凸轮可经在设备的相对侧上的相同类型（随动件和枢轴）的冗余接合部而驱动相同的输出运动。在这个实施例中，板状凸轮输出的联接对可以对称地加载输出（中心袋柱塞、18针连接器、热探针及中心泵柱塞），减小或消除在这些结构中的扭转挠曲。本领域的技术人员将认识到，在板状凸轮之间的横轴联接将经历扭转应变，可能引起板状凸轮的差动和依赖负载的运动，影响对于输出的加载对称性。板状凸轮差动位移可以通过各个板状凸轮轮廓的改善（即，不是准确的镜像拷贝）而补偿，以进一步改进对于输出的加载对称性。
图8和12分别示出了“双筒”齿轮电机601和605，这些“双筒”齿轮电机601和605的端部使用空间（非平面）4杆机构驱动流体包柱塞101和105。并排齿轮电机601和605（见图12）构造成地面连杆，这些地面连杆独立地驱动曲柄-型输入连杆，这些曲柄-型输入连杆包括偏心枢轴610和615，这些偏心枢轴610和615布置在带有凸缘的联轴器上，这些联轴器直接安装到齿轮电机的输出轴上。如图8和图9所示，偏心曲柄枢轴610和615连结到联接连杆630和635的端部上。联接连杆630和635的相对端部连结到柱塞101和105（即，输出连杆）的端部620和625上。注意，柱塞101和105驻留在与曲柄输入的平面相垂直的平面中，因此产生非平面4杆运动方式。为了适应空间连杆的3D运动方式而不用复杂的小型球关节，联接连杆（卡合联轴器630和635）的每个端部用“马鞍”形“刀刃”连结到上述连杆上，这些“马鞍”形“刀刃”卡合到在柱塞和偏心枢轴上的对应锥表形、圆角沟槽中。马鞍形对称性适应平面和平面外运动，并且减小Hertzian接触应力。柱塞101和105的长度将在齿轮电机601和605上的侧向负载减小到可接受水平。
图11示出热探针900和导向凸起，该导向凸起固定到地面905上。热探针的整体“音叉”形状产生在顶部臂上的随动件与热探针塔之间的结构柔性，该顶部臂顺应由板状凸轮210（未示出）规定的凸轮轮廓，这些热探针塔由在设备下面的下部臂保持，这些热探针塔带到按足够的力与筒罐相接触，以使用于温度测量的热接触阻力最小，并且建立加热筒罐的电气连接。形状的结构柔性可以调谐，以允许随动件运动地过度行进，补偿尺寸可变性（即，公差）而不需要机械调整，并且通过将应变能量存储在结构中，允许塔按要求的力而接触，而不是使用分立弹簧。
随着随动件沿板状凸轮的对应轮廓滑行，热探针组件顺应适当转动运动。在探针热塔的基础处的衬套沿引导销（在图14中所示的1220和1225）平移，从而热塔与筒罐对准。为了补偿直线引导销约束，在导向凸起周围的孔是细长的，允许热探针组件在固定导向凸起905上滑动。沿在探针塔基础处的引导销的恒定直线速度、和沿在导向凸起处的细长孔的轴线的瞬时直线速度，导致热探针组件绕非恒定瞬时转动中心的曲线运动。在曲线运动的情况下，本领域的技术人员将认识到，在细长孔中的导向凸起可以包括多个大半径圆弧（即“橄榄球”形的，而不是圆形的），减小在接合处的Hertzian接触应力-并因此减小在该处的磨损。
热探针900可以包括比较粗大的加芯交叉结构920，以保证高扭转刚度，如果没有镜像板状凸轮，则该高扭转刚度是优选的，以按最小挠曲传递非对称加载，该挠曲否则可能不利地影响热探针塔接触力。在这方面，设备的性能、成本及可制造性将确定镜像机构（例如，凸轮）的最佳实施例，以相对于刚硬结构实施对称（静态不确定的）加载，而使关于非对称（确定的）加载的扭转挠曲最小化。
图12示出选择性镜像凸轮1001，该选择性镜像凸轮1001对于板状凸轮210成镜像。
图13是示出了在筒罐的柱塞区域下方的2D条码阅读器组件1101的图。在这方面，阅读器组件1101由绕数字图像传感器（未示出）的圆柱形护罩1105、和近似正方形印刷电路板1110代表。
图14提供仰视图，该仰视图示出了横轴1201，该横轴1201联接板状凸轮210和1001。每个齿轮电机601和605安装在塑料夹具中，该塑料夹具使用在齿轮电机的端部上的螺纹凸缘固定电机。电机支架也具有圆形调节器，该圆形调节器具有间隙配合，该圆形调节器在侧向冲击期间接触和支撑电机的中部。图14还示出在探针基础中的引导销1220和1225，这些引导销1220和1225用来将热探针800与筒罐对准，如以上描述的那样。图15-18示出上述阅读器装置的另外视图，并且图19示出阅读器装置的枢轴和18针连接器的详细视图。
图20示出校准柱塞（cal-plunger）的细节。注意在用于18针连接器的随动件后面嵌套的随动件。随动件是滑动的、非圆形的，以减小Hertzian接触应力。三个随动件顺应在板状凸轮上的不同表面。伸出校准柱塞的前部的“鼻部”2000打算提供“第二运动稳定性”，借此校准剂包柱塞的端部抵靠筒罐预先加载，降低校准剂包柱塞（和由此流体）对于机构的其它部分的运动的运动敏感性，该端部接触筒罐，移动小体积的流体，该运动归因于结构联接。将筒罐用作用于校准剂包柱塞的硬止挡件，可以消除对于补偿公差的机械调整的需要。如关于热探针那样，柱塞的驱动随动件可以设计成过行进，以补偿公差，并且吸收生成应变能量。
以上描述提供按照本发明的一些例子。然而，尽管已经以各种优选实施例的方式对本发明加以描述，但本领域的技术人员将认识到，可以进行各种修改、替代、省略及变更，而不脱离本发明的精神。相应地，本发明的范围仅应由所附权利要求书的范围限制。
以上讨论的全部美国专利和专利申请、外国专利和专利申请以及刊物由此通过参考全部包括在这里到这样的程度，就像每个个别专利、专利申请、或刊物专门和个别地指示成通过参考全部包括那样。

Claims (27)

1.一种用于样本分析的多流体筒罐，包括：
(a)第一导管，所述第一导管在用来接纳流体样本的样本进入端口处开始，并且与一个或更多个传感器流体连通，其中，所述第一导管包括毛细管止挡件，该毛细管止挡件定位在所述样本进入端口与所述一个或更多个传感器之间；
(b)多个可破裂流体袋，每个可破裂流体袋包含一不同流体，并且与一相应输送导管流体连通，所述相应输送导管构造成用来将相应流体输送到所述第一导管；以及
(c)至少一个气泵，所述至少一个气泵构造成使所述流体样本运动到所述一个或更多个传感器，并且用来将所述不同流体中的至少一种流体运送到所述第一导管。
2.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述不同流体中的每一种流体从包括如下选项的组中选择：试剂流体、洗涤流体、校准流体以及稀释剂。
3.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述输送导管中的至少两根输送导管与共享导管流体连通，该共享导管构造成用来将多种流体从所述输送导管中的所述至少两根输送导管输送到所述第一导管。
4.根据权利要求3所述的筒罐，其中，所述共享导管在所述毛细管止挡件下游的点处与所述第一导管流体连通。
5.根据权利要求3所述的筒罐，其中，所述共享导管在所述毛细管止挡件上游的点处与所述第一导管流体连通。
6.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述多流体筒罐包括多个流体筒罐，并且其中，所述多个流体筒罐中的至少一些流体筒罐相对于彼此纵向地定向。
7.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述多流体筒罐包括多个流体筒罐，并且其中，所述多个流体筒罐中的至少一些流体筒罐相对于彼此横向地定向。
8.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述多流体筒罐包括多个流体筒罐，并且其中，所述多个流体筒罐中的至少一些流体筒罐相对于彼此纵向地定向，并且其中，所述多个流体筒罐中的至少一些流体筒罐相对于彼此横向地定向。
9.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述筒罐包括单个气泵，该单个气泵控制所述流体样本和所述多种不同流体的运动。
10.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述筒罐包括多个气泵，所述多个气泵中的一个气泵控制所述流体样本的运动，并且所述多个气泵中的至少一个气泵控制所述多种不同流体的运动。
11.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述筒罐包括多个气泵，并且其中，所述不同流体中的每一种流体的运动由一不同气泵控制。
12.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述多个流体袋包括第一流体袋和第二流体袋，其中，所述第一流体袋包含第一流体，并且第一气泵控制所述第一流体到所述第一导管的运动，并且控制所述流体样本在所述第一导管中的运动，并且其中，所述第二流体袋包含第二流体，该第二流体的运动由第二气泵控制。
13.根据权利要求12所述的筒罐，其中，所述第一流体包括稀释剂。
14.根据权利要求1所述的筒罐，其中，所述第一导管在所述样本进入端口处开始，并且在废弃物腔室处结束。
15.一种用多流体筒罐分析流体样本的方法，包括：
(a)将所述流体样本引入到样本进入端口中，并且允许所述流体样本进入第一导管，该第一导管在所述样本进入端口处开始，并且与一个或更多个传感器流体连通，其中，所述第一导管包括毛细管止挡件，该毛细管止挡件定位在所述样本进入端口与所述一个或更多个传感器之间，并且其中，泵的操作使所述流体样本通过所述毛细管止挡件，并且到达所述一个或更多个传感器；
(b)使多个流体袋破裂，每个流体袋包含一不同流体，并且与一相应输送导管流体连通，所述相应输送导管构造成用来将所述流体输送到所述第一导管；
(c)将所述不同流体运送通过所述输送导管，并且运送到所述第一导管；
(d)将所述流体样本运送通过所述第一导管并且经过所述一个或更多个传感器；以及
(e)在所述一个或更多个传感器处，对所述流体样本进行分析，以对分析物的存在或浓度或所述流体样本的性质加以分析。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在所述第一导管中将所述不同流体中的至少一种流体与所述流体样本相混合。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，在步骤(d)之前，将所述不同流体中的至少一种流体运送到所述第一导管，并且在步骤(d)之后，将所述不同流体中的至少一种流体运送到所述第一导管。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述不同流体中的每一种流体从包括如下选项的组中选择：试剂流体、洗涤流体、校准流体以及稀释剂。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述输送导管中的至少两根输送导管与共享导管流体连通，所述方法还包括如下步骤：
将所述不同流体中的多种流体从所述输送导管中的至少两根输送导管运送通过共享导管，并且运送到所述第一导管。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述输送导管中的至少两根输送导管与共享导管流体连通，该共享导管构造成用来将多种流体从所述输送导管中的所述至少两根输送导管输送到所述第一导管。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述共享导管在所述毛细管止挡件下游的点处与所述第一导管流体连通。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述共享导管在所述毛细管止挡件上游的点处与所述第一导管流体连通。
23.根据权利要求15所述的方法，其中，所述筒罐包括单个气泵，该单个气泵控制所述流体样本和所述多种不同流体的运动。
24.根据权利要求15所述的方法，其中，所述筒罐包括多个气泵，所述多个气泵中的一个气泵控制所述流体样本的运动，并且所述多个气泵中的至少一个气泵控制所述多种不同流体的运动。
25.根据权利要求15所述的方法，其中，所述筒罐包括多个气泵，并且其中，所述不同流体中的每一种流体的运动由一不同气泵控制。
26.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多个流体袋包括第一流体袋和第二流体袋，其中，所述第一流体袋包含第一流体，并且第一气泵控制所述第一流体到所述第一导管的运动，并且控制所述流体样本在所述第一导管中的运动，并且其中，所述第二流体袋包含第二流体，该第二流体的运动由第二气泵控制。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第一流体包括稀释剂。
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