CN103648647B - 具有导电的实验皿承载架的实验皿模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验皿模块，该实验皿模块包括实验皿承载架（14）和由实验皿承载架（14）支持的实验皿（19）。在实验皿承载架（14）中形成有中间腔室（18）。根据本发明，实验皿承载架（14）由导电的塑料材料组成。实验皿（19）由与实验皿承载架（14）不同的材料组成并且实验皿承载架（14）的润湿性大于实验皿（19）的润湿性。本发明还涉及一种用于将预定量的液体（23）从输送容器转移至实验皿（19）的方法，在该方法中可以使用根据本发明的实验皿模块。本发明能够更容易地检查中间腔室（18）是否仍然容纳有足够量的液体。

Description

具有导电的实验皿承载架的实验皿模块

技术领域

本发明涉及一种实验皿模块，该实验皿模块包括实验皿承载架和由该实验皿承载架保持的实验皿。在实验皿承载架中形成有中间腔室。本发明还涉及一种用于将预定量的液体从输送容器转移至实验皿的方法。

背景技术

这种实验皿模块能够用于对液体进行分析，特别是用于对体液进行分析。为进行分析，必须将精确计量量的液体从输送容器转移至实验皿。由于输送容器可能受到过压或欠压，总之难以直接从输送容器取出规定量的液体。在处理少量的液体时尤其如此。因而已知的是，首先将液体引入到中间腔室中，并且从中间腔室精确地测量出液体的量（参见EP 1 867 986）。

能够从中间腔室取出预定量的液体的先决条件是预先从输送容器转移到中间腔室的液体多于所述预定量的液体。因此，在从中间腔室取出所述预定量的液体之前，对中间腔室中的填注液位进行测量。只有在中间腔室中容纳有足够的液体时，才能够取出所述预定量的液体。如果在中间腔室中的液体太少，则表示此状态有误。

测量中间容器中的填注液位的一个可能的方式是，将电传感器引入液体的表面，并且从电信号的变化即传感器浸没在液体中的变化来进行推断。当中间腔室如通常情况那样由塑性材料制成时，往往出现失真的测量结果。

发明内容

本发明的目的是使得能够获得一种实验皿模块和相关的方法，该实验皿模块和相关的方法两者都有助于对少量的液体进行计量。从背景技术中提到的现有技术出发，该目的通过独立权利要求的特征而实现。根据本发明，实验皿承载架由导电的塑料材料制成。实验皿由与实验皿承载架不同的材料制成，并且实验皿承载架的润湿性大于实验皿的润湿性。有利的实施方式在从属权利要求中提出。

首先，对一些术语进行说明。在本发明的范围内，实验皿表示一种容器，计量量的液体能够被引入到该容器中以便对所述液体进行分析。液体可以为体液。一种可能的应用为对血液凝固时间进行测量（参见EP 0 369 168）。

中间腔室表示实验皿承载架的一种结构，当腔室处于适合的方位时液体能够容纳在该结构中。中间腔室并非所有的侧面都是常闭的，并因此当实验皿模块倒置时液体会流出中间腔室。中间腔室为实验皿承载架的组成部分，这意味着中间腔室的壁由导电的塑料制成。词语“中间”表达的是中间腔室能够用于临时性地接收液体。“中间”并非意在进行结构上的限制。

根据本发明的优点在于，塑料材料的导电性意味着避免了干扰信号。因此可能的是，通过电传感器的浸没来确定中间腔室中的液体的填注液位。因而，能够容易地确保在将所述预定量的液体取出并且转移至实验皿之前，在中间腔室中容纳有足够的液体。

塑料通常是不具有导电性或仅具有非常轻微的导电性的绝缘体。为了从这种塑料出发并且得到适于本发明的类型的导电的塑料材料，可以将导电的粒子填充到塑料材料中。为了获得高程度的导电性，粒子优选地以如下浓度添加到塑料材料中：确保粒子彼此之间仅相距较短的距离或甚至彼此接触。导电的塑料材料优选地被调整成使得材料的电阻率在室温下小于10⁶Ωcm。

如果要避免电干扰信号，则特别是表面电阻应当是低的。表面电阻是指施加到材料的表面的两个电极之间测量的电阻。表面电阻取决于实验皿承载架的几何形状并且取决于电极在实验皿承载架上的定位。在本发明的范围内，表面电阻的值与下述测量方式相关。相应的金属电极被插入到两个相邻的中间腔室中的每个中，所述电极与中间腔室的三个壁平面接触。所述三个壁可以为两个侧壁和底部。对两个电极之间的电阻进行测量。根据该测量的表面电阻优选地介于1kΩ与50kΩ之间，更优选地介于5kΩ与30kΩ之间，再优选地介于9kΩ与14kΩ之间。

只有当中间腔室被液体完全浸湿时，才能够从中间腔室中的填注液位可靠地推导出液体的量。通常，在用作导电的塑料的原始材料的种类的塑料材料中，表面的润湿性并不是特别大。因此，水在表面上形成明显的液滴，而不是蔓延整个表面。在导电材料表面润湿性差的情况下，存在有在中间腔室中形成夹气的风险，从而导致液体的量不再能够从填注液位推导出。已经发现的是，如果使用适合的导电性填充材料，则能够提高塑料材料的润湿性。可能的填充材料具体地为石墨或导电的碳黑粒子。当这些粒子扩散至塑料材料的表面时，即，当表面的一部分由这些粒子形成时，则会产生显著提高的润湿性。

相反地，就液体从中间腔室被转移到其中的实验皿而言，高程度的润湿性事实上是不期望的。其原因在于，在进行分析期间，液体在大多数情况下与第二液体混合到一起。为了防止液体在分析之前已经混合，优选的是液体能够在表面上形成非常明显的液滴。为此，实验皿由与实验皿承载架不同的材料制成，其中，实验皿承载架的润湿性大于实验皿的润湿性。实验皿的润湿角优选地比实验皿承载架的润湿角大出至少10°，更优选地大出至少30°，再优选地大出至少45°。

根据本发明的实验皿模块通常用于对少量的液体进行分析。实验皿模块的尺寸应当适合于液体的量。因而，中间腔室优选地具有介于10μl与500μl之间的容积，更优选地具有介于50μl与250μl之间的容积。实验皿模块可以设计成使得若干次分析可以在一个流程中执行。为此，实验皿模块可以包括多个实验皿。中间腔室的数量优选地等于实验皿的数量。为了便于实验皿模块的自动处理，可以提供具有排列的齿的实验皿模块，机器的齿轮可以与所述排列的齿啮合。

本发明还涉及一种用于将预定量的液体从输送容器转移到实验皿中的方法。在该方法中，首先将多于所述预定量的液体的一定量的液体从输送容器转移到中间腔室，其中，中间腔室由导电的塑料材料制成。中间腔室中的填注液位通过将电传感器插入到中间腔室中并且在电传感器浸入到液体中时确定电信号的变化而确定。做出检查以确定中间腔室中的液体的量是否多于所述预定量的液体，并且当中间腔室中的液体的量没有多于所述预定量的液体时输出出错信息。然后，将所述预定量的液体从中间腔室取出并且转移至实验皿。

所述预定量的液体可以通过空心针从中间腔室取出。空心针可以同时用作电传感器。空心针可以是以谐振频率运行的谐振电路的组成部分。当空心针浸于液体中时振荡状态变化。参照上文中描述的本发明的实验器皿模块，该方法可发展进一步的多种特征。

附图说明

以下基于优选实施方式并且参照附图以示例的方式对本发明进行描述，在附图中：

图1示出了根据本发明的实验皿模块的立体图；

图2示出了图1中的实验皿模块的俯视图；

图3示出了处于两种不同位置的实验皿的示意性截面图；

图4示出了两种不同的润湿角；

图5示出了如何在中间腔室中对填注液位进行测量的示意图；

图6示出了用于对表面电阻进行测量的方法的示意图。

具体实施方式

在图1中，根据本发明的实验皿模块包括实验皿承载架14，该实验皿承载架14形成了由两个横向腹板15和两个纵向腹板16组成的外框架。纵向腹板16中的一个设置有排列的齿17，当实验皿模块在导轨上被引导时，实验皿模块能够通过所述排列的齿17进行精确定位。

在两个横向腹板15之间的中央，实验皿承载架14包括排列的四个中间腔室18。具有两个横向腹板15、两个纵向腹板16和中间腔室18的实验皿承载架14一体成形并且由导电的塑料材料制成。导电性通过使非导电的塑料原始材料填充有足够含量的导电碳黑粒子而获得。

实验皿承载架14还为四个实验皿19配备有支座。四个实验皿19生产为注塑模制部件并且由注塑模制所惯用的塑料材料制成。四个实验皿19由连接腹板（未在图1中显示）相互连接并且作为单元锁定到实验皿承载架14的支座中。实验皿19以及实验皿承载架14两者都优选地由不与诸如血液之类的体液发生反应的材料制成。

根据图3，实验皿19各自从面向图1中的齿17的方向的上端部20延伸到邻接相对的纵向腹板16的下端部21。每个实验皿19均具有两个开口22，当实验皿被布置成图3A中示出的平躺位置时，少量的液体23、24能够通过所述开口22引入到实验皿19中。实验皿19的塑料材料具有低的润湿性，使得所述量的液体23、24在塑料材料的表面上形成明显的液滴。该液滴具有较大的润湿角25，该润湿角25根据图4A约为90°。

当实验皿19枢转90°至图3B中示出的位置时，所述量的液体23、24沿着壁流下并且汇聚在实验皿19的下端部21处。容纳在实验皿19中的球26也会滚下并且能够用于为进行分析而借助于磁力搅拌器（未示出）对所述量的液体23、24进行均匀地混合。所述量的液体23可以是例如血液，而所述量的液体24可以是试剂，并且分析可涉及对凝固时间的测量。

血液通常能够在封闭的输送容器（未示出）中获得，该输送容器容纳有多于进行分析所需要的量的液体。由于在输送容器中可能存在过压或欠压，因此难以直接从输送容器精确地计量分析所需要的少量的液体23。为此，首先将多于所述预定量的液体23的一定量的液体从输送容器取出并且引入到实验皿承载架14的中间腔室18中的一个中。

在从中间腔室18取出所述预定量的液体23之前，做出检查以查明容纳在中间腔室18中的液体的量是否实际上多于所述预定量的液体23。为此，根据图5，将空心针27从上方插入到中间腔室18中。空心针27被连接到电路28（仅在图5中示意性地示出），该电路28记录空心针27浸入到液体中时电信号的变化。通过填注液位，对是否有足够量的液体容纳在中间腔室18中进行确定。如果没有足够量的液体容纳在中间腔室18中，则给出出错信息。如果在中间腔室18中容纳有足够量的液体，则通过附接有空心针27的计量装置29从中间腔室18中取出所述预定量的液体23。然后，将空心针27插入到实验皿19的开口22中的一个中，并且再次释放所述预定量的液体23。

中间腔室18具有150μl的容量，而待计量的液体23的量可以达到例如20μl。在这种少量的液体的情况下，存在有电信号（用于确定空心针27在液体中的浸没）失真的风险。因此，根据本发明，做出了如下预防措施：实验皿承载架14和中间腔室18的壁由导电的塑料制成。已经发现的是，由此能够依据空心针27的浸没可靠地确定电信号的变化。

为了确定导电的塑料材料是否适于作为实验皿承载架14的材料，可以对表面电阻进行测量。为此，将相应的金属电极30插入到两个相邻的中间腔室18中的每个中，所述电极30的尺寸定为使得所述电极30抵靠于中间腔室18的两个相对侧壁并且抵靠于中间腔室18的底部。在该测量中，两个电极30之间测量的电阻应当介于9kΩ与14kΩ之间。

为了确保能够从图5所示的对填注液位进行的测量中可靠地推导出容纳在中间腔室18中的液体量，液体必须均匀地填注在中间腔室18中，并且必须不得有夹杂的气泡。为此，导电的塑料材料具有高程度的润湿性是有利的。一定量的液体被施加于材料的表面然后漫延过较大的表面面积并且不形成明显的液滴。图4B中示出的润湿角31可以为例如30°，并因此比相同量的液体在实验皿19的材料上所具有的润湿角25小60°。导电的塑料材料的高程度的润湿性的原因在于：导电的碳黑粒子分布在塑料材料中，从而它们形成了材料的表面的一部分。

Claims (10)

1.一种实验皿模块，包括实验皿承载架(14)和由所述实验皿承载架(14)支持的实验皿(19)，所述实验皿承载架(14)中形成有中间腔室(18)，其特征在于，所述实验皿承载架(14)由导电的塑料材料制成，并且所述实验皿(19)由与所述实验皿承载架(14)不同的材料制成，并且所述实验皿承载架(14)的润湿性大于所述实验皿(19)的润湿性。

2.根据权利要求1所述的实验皿模块，其特征在于，所述导电的塑料材料的电阻率在室温下小于10⁶Ωcm。

3.根据权利要求1所述的实验皿模块，其特征在于，所述实验皿承载架包括两个彼此相邻布置的中间腔室，并且通过插入到所述中间腔室(18)中的两个电极(30)测量的所述实验皿承载架(14)的表面电阻介于1kΩ与50kΩ之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的实验皿模块，其特征在于，所述导电的塑料与所述塑料的原始材料相比具有增大的润湿性。

5.根据权利要求4所述的实验皿模块，其特征在于，所述导电的塑料的填充剂为石墨或导电的碳黑。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的实验皿模块，其特征在于，所述实验皿承载架(14)的润湿角比所述实验皿(19)的润湿角小至少10°。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的实验皿模块，其特征在于，所述实验皿模块包括多个中间腔室(18)和多个实验皿(19)。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的实验皿模块，其特征在于，所述中间腔室(18)的容积介于10μl与500μl之间。

9.一种用于将预定量的液体(23)从输送容器转移至实验皿(19)的方法，包括以下步骤：

a.将多于所述预定量的液体(23)的一定量的液体从所述输送容器转移至中间腔室(18)，其中，所述中间腔室(18)由导电的塑料材料制成；

b.通过将电传感器插入到所述中间腔室(18)中并且在所述电传感器浸入到液体中时确定电信号的变化来确定所述中间腔室(18)中的填注液位；

c.确定所述中间腔室(18)中的液体的量是否多于所述预定量的液体(23)，并且当所述中间腔室(18)中的液体的量没有多于所述预定量的液体(23)时输出出错信息；

d.从所述中间腔室(18)取出所述预定量的液体(23)并且将所述预定量的液体(23)转移至所述实验皿(19)，其中，所述实验皿(19)由与实验皿承载架(14)不同的材料制成，并且所述实验皿承载架(14)的润湿性大于所述实验皿(19)的润湿性。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预定量的液体(23)通过空心针(27)从所述中间腔室(18)取出，并且所述空心针(27)同时用作电传感器。