CN104136046B - 利用感应加热来减少生物携带的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了用以减少生物携带的方法、系统、设备和机器可读介质。示例性方法包括：产生交变的电磁场；以及将抽吸和分配装置引入电磁场中。示例性方法还包括：利用电磁场感应加热抽吸和分配装置，以使抽吸和分配装置表面上的蛋白质或生物实体中的至少一种至少变性或灭活。

Description

利用感应加热来减少生物携带的方法和设备
相关申请
本发明要求于2011年12月28日提交的名称为“Methods and Apparatus toReduce Biological Carryover Using Induction Heating”的美国临时专利申请序列号61/580,913的优先权，并且其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开总体涉及医学诊断仪器，更具体地涉及利用感应加热来减少生物携带的方法和设备。
背景技术
在医学诊断仪器中使用探针，以将样品和试剂抽吸到样品管和反应容器中和/或从样品管和反应容器分配所述样品和试剂。当重复使用探针时会增加生物携带或交叉污染的可能性。用于防止蛋白质交叉污染的一些现有方法需要更换探针。探针更换产生了显著的浪费并增加了操作成本和时间。
附图说明
图1是电磁感应的示意图。
图2A-C图示了被感应加热和清洗的示例性抽吸和分配装置。
图3A-E图示了被感应加热和清洗的另一示例性抽吸和分配装置。
图4是电磁场发生器的示例性构造的示意图。
图5是电磁场发生器的另一示例性构造的示意图。
图6是电磁场发生器的另一示例性构造的示意图。
图7是电磁场发生器的另一示例性构造的示意图。
图8是表示示例性过程的流程图，可执行该过程以实现本文公开的示例性系统。
图9图示可用于实现本文公开的示例性方法、系统和/或设备的中的任一或全部的示例性处理器平台。
具体实施方式
自动医学诊断仪器和自动移液管系统使用一个或多个抽吸和/或分配装置（诸如，例如移液管或探针），以将样品（诸如生物样品）和/或试剂抽吸到反应容器（诸如，例如多孔板上的一个或多个孔）中和/或从所述反应容器分配样品和/或试剂。抽吸和/或分配装置的外表面和内表面与样品和/或试剂接触，并且在已经分配样品和/或试剂之后样品和/或试剂的一部分可能剩余在外和/或内表面上。抽吸和/或分配装置的后续使用可导致样品携带或试剂携带。这种携带是残留样品和/或试剂到另一样品和/或试剂的转移，这污染了样品和/或试剂并会导致不准确的分析或诊断。
一些系统包括冲洗站，以冲洗抽吸和/或分配装置的表面。但是，冲洗站需要大量冲洗溶液。此外，抽吸和/或分配装置的表面的任何缺陷、刮痕、缺口或其它瑕疵或不规则都会藏匿生物样品和/或试剂，从而使得在冲洗循环之后抽吸和/或分配装置不够清洁。
在其它系统中，使用静电感应以将抽吸和/或分配装置加热到消毒水平。这类系统经由电阻器产生横跨抽吸和/或分配装置的非交变电势（例如，电压）。这些系统需要相对高的电压和电流，并因此增加电气短路的风险。此外，这些系统通常加热整个抽吸和/或分配装置，并因此不可以仅局部加热和清洁受污染区域。此外，电流以不均匀方式沿电阻最小的路径流过抽吸和/或分配装置。抽吸和/或分配装置的包括缺陷、刮痕、凹痕或其它不规则的表面区域具有较高的电阻。因此，对生物积聚特别敏感的这些区域经受较少的电流，并由此相比抽吸和/或分配装置的其它区域被较少地加热。因此，通过静电感应被清洁的装置可能不足以消除生物携带。
在此公开的示例性系统、方法和设备使用电磁感应加热来清洁抽吸和/或分配装置。在本文所公开的例子中，利用经由电磁感应产生的热量使抽吸和/或分配装置表面上的反应蛋白和/或其它生物实体灭活和/或变性。生物物质的灭活或变性通过减少或消除独立的反应之间的交叉污染而防止生物携带。
通过金属线圈或任何其它形状的连续的导电介质来实现感应加热，其中，尺寸和形状被设计为提供期望的加热图案，通过该期望的加热图案，高频大电流的电信号流动以根据法拉第感应定律在目标物体（例如，待清洁的抽吸和/或分配装置）中感生相反的电流。相反的电流会加热抽吸和/或分配装置以及固着到其上的残留蛋白质和/或其它生物物质。蛋白质和/或其它生物物质被加热至临界温度以上，以改变这些材料影响和结合到其它物体或物质的方式，这减少了非计划反应的机会。在此公开的例子降低或消除了单独的流体移动或反应之间发生污染的可能性，而不需要大量的冲洗、昂贵的涂层或一次性探针。
在此公开的示例性方法包括产生交变的电磁场并将抽吸和/或分配装置引入电磁场中。示例性方法还包括：利用电磁场来感应地加热抽吸和/或分配装置，以使抽吸和/或分配装置表面上的蛋白质或生物实体中的至少一种至少变性或灭活。
在此公开的一些例子包括在将抽吸和/或分配装置引入电磁场中之前冲洗抽吸和/或分配装置。此外，一些例子包括在利用电磁场感应加热抽吸和/或分配装置之后冲洗抽吸和/或分配装置。在一些例子中，冲洗包括用冷却冲洗液冲洗以降低抽吸和/或分配装置的温度。此外，一些例子包括在利用电磁场来感应加热抽吸和分配装置期间冲洗所述抽吸和分配装置。
在此公开的一些例子包括使用基于抽吸和/或分配装置的直径的频率通过使电流流过导电介质来产生电磁场。此外，在此公开的一些例子包括使用基于抽吸和/或分配装置的外壳或壁的厚度的频率通过使电流流过导电介质来产生电磁场。在一些例子中，导电介质包括线圈。在其它例子中，导电介质包括任何其它形状的连续的导电介质，其中，尺寸和形状被设计为提供期望的加热图案。
在所公开的例子中的一些中，抽吸和/或分配装置上升和/或下降通过电磁场，以沿抽吸和/或分配装置的长度来感应加热抽吸和/或分配装置。此外，在一些例子中，外壳的厚度沿抽吸和/或分配装置的长度改变，在抽吸和/或分配装置上升或下降时调整频率。
在本文所公开的一些例子中，仅感应加热抽吸和/或分配装置的一部分。在其它例子中，利用电磁场来感应加热抽吸和/或分配装置包括：经由电气和/或静电连接来加热抽吸和/或分配装置而不直接接触所述抽吸和分配装置。
在一些例子中，产生交变的电磁场包括：利用标准的壁装电插座。此外，公开的例子中的一些包括：将冲洗杯放置在抽吸和/或分配装置与导电介质（诸如，例如用于产生电磁场的线圈）之间；以及防止抽吸和分配装置及导电介质直接接触冲洗杯。
在此公开的示例性系统包括电磁场发生器以及要被引入电磁场中并通过电磁场被感应加热的抽吸和/或分配装置。示例性系统还包括夹设在电磁场发生器与抽吸和分配装置之间以防止它们之间的直接接触的冲洗杯。在一些示例性系统中，抽吸和分配装置没有联接到抽吸和分配装置表面上的电连接器，并且抽吸和分配装置被电绝缘。
一些示例性系统还包括冲洗器，以在将抽吸和/或分配装置引入电磁场中之前和/或利用电磁场来感应加热抽吸和/或分配装置之后冲洗抽吸和/或分配装置。在一些例子中，冲洗器利用冷却冲洗液进行冲洗以降低抽吸和/或分配装置的温度。
在一些实施例中，电磁场发生器包括频率发生器和线圈，并且频率发生器用以产生流过线圈的频率可变的电流。频率基于抽吸和/或分配装置的直径而定。此外，在一些例子中，电磁场发生器包括频率发生器和导电介质（例如，线圈或任何其它形状的连续的导电介质，其中尺寸和形状被设计为提供期望的加热图案），并且所述频率发生器用以产生流过导电介质的频率可变的电流。频率基于抽吸和/或分配装置的外壳的厚度而定。
一些示例性系统包括臂，以使抽吸和分配装置上升或下降通过电磁场，以沿抽吸和分配装置的长度来感应加热抽吸和/或分配装置。一些示例性系统包括频率发生器以在抽吸和/或分配装置上升或下降时调整频率。在外壳的厚度沿抽吸和/或分配装置的长度改变所在的部位，可以调整这种频率。
在一些例子中，电磁场仅感应加热抽吸和/或分配装置的一部分。在一些例子中，抽吸和/或分配装置被加热，但不直接接触电连接装置。在本文所公开的一些示例性系统中，加热抽吸和/或分配装置的表面，以使所述表面上的蛋白质或生物实体中的至少一种变性或灭活。
一些示例性系统包括控制器和反馈回路。反馈回路向控制器提供数据，所述数据包括频率、阻抗、电磁场中抽吸和分配装置的存在、电压读数或电流读数中的一个或多个，并且所述控制器基于所述数据改变频率以改变电磁场的强度，从而改变抽吸和/或分配装置的加热温度。
此外还公开了在其上存储有指令的示例性有形机器可读介质，指令在被执行时致使机器产生交变的电磁场并将抽吸和/或分配装置引入电磁场中。示例性指令进一步致使机器利用电磁场来感应加热抽吸和/或分配装置，以使抽吸和/或分配装置表面上的蛋白质或生物实体中的至少一种变性和/或灭活。
现在参照附图，图1示出了电磁感应的示意图。如图1所示，线圈100包括沿白色箭头所示的第一方向流动的高频交流电流（AC）。线圈100的环的内部形成工作区102。当电流流过线圈100时，交变的磁场104延伸通过工作区102并围绕线圈100。工件106（其例如可代表探针或其他抽吸和/或分配装置的一部分）可被插入工作区102中。交变的磁场104在工件106中产生涡电流。涡电流沿与线圈100中的交流电流相反的方向流动，如较大的箭头所示的。磁滞损失和欧姆加热会升高工件106的温度。热量改变了可存在于工件106表面上的任何蛋白质或其它生物实体的结合性能，以使这类蛋白质和生物实体变性和灭活。以上过程对黑色金属、非磁性金属和/或其它导电材料同样适用。
图2A-C图示了在三个操作期间用以降低生物携带的示例性系统200的一部分。示例性系统200包括电磁场发生器202，在本例子中，电磁场发生器202包括金属线圈204，诸如，例如铜线圈。线圈204具有第一导线206和第二导线208，以将线圈204电联接到电源，诸如，例如AC电源。线圈204的内部形成工作区，一个或多个工件可被放置到工作区中，如下所述。如联系图1所描述的，当电流流过线圈204时，产生磁场并在工件中感生相反的电流。
示例性系统200还包括示例性冲洗杯210。在本例子中，冲洗杯210是端部开口的喷溅容器，其可由例如玻璃、陶瓷、塑料、电绝缘材料和/或任何其它合适的非金属材料制成。冲洗杯210包括能够将冲洗液引入冲洗杯210中的入口212。系统200还包括移液管探针或其它抽吸和/或分配装置214。在本例子中，抽吸和/或分配装置214是金属探针，诸如，例如不锈钢。在图2A中，抽吸和/或分配装置214位于线圈204上方或之外。抽吸和/或分配装置214包括液体216，其可以是例如样品、试剂、冲洗溶液或其任何组合。在本例子中，抽吸和/或分配装置214的外表面被蛋白质或生物物质218污染。蛋白质或生物物质218可粘附到外表面的刮痕或其它表面畸形中和/或由于疏水性、离子电荷、静电电荷、蛋白质吸附作用和/或表面能而粘附到外表面。
在图2B中，抽吸和/或分配装置214被降低到冲洗杯210中，并且线圈204被通电以产生交变的电磁场。在本例子中，冲洗杯210供抽吸和/或分配装置214插入以防止它们之间的直接接触。因此利用线圈204远程地感应加热抽吸和/或分配装置214，从而防止生物污染。此结构的优点是，可使用标准的抽吸和/或分配装置（例如，探针）。不需要与抽吸和/或分配装置配合的电连接器。因此，抽吸和/或分配装置被电绝缘。电绝缘减少了操作者由于意外（或故意）接触抽吸和/或分配装置而受到电击的机会。仅当存在强交变磁场时在抽吸和/或分配装置中产生电流，并且电流仅产生在抽吸和/或分配装置的材料中。更具体地，操作者不为在工件（例如，抽吸和/或分配装置）中产生的电流提供接地路径，因为仅在即时磁场内产生电流，并且电流处于自容纳且独立的回路中。
线圈204中的电流产生磁场，磁场在抽吸和/或分配装置214中感生电流。抽吸和/或分配装置214中的电流产生热量，从而感应加热抽吸和/或分配装置214。在本例子中，抽吸和/或分配装置214可被加热至例如300℃的温度，并且使任何残留的蛋白质和/或生物物质凝固、变性和灭活。低至例如43℃的温度使一些蛋白质变性。300℃焚化大多数蛋白质。温度可以升得更高得多，包括例如760℃。如果在抽吸和/或分配装置214上存在刮痕或其它表面畸形，则电流围绕所述缺陷的根部改变方向，这增加了局部电流密度并因此增加了局部热量产生，并确保这些区域被清洁。当存在裂缝、刮痕或缺陷时，电流在裂缝、刮痕或缺陷的下方集中并引导，从而使得底部经历增加的加热，这是污染物可积聚所在的位置。在此操作之前或在此操作期间，可从抽吸和/或分配装置214分配液体216。
此外，在所公开的例子中，电磁场仅感应加热抽吸和/或分配装置214的一部分，以提高对抽吸和/或分配装置214的目标清洁并且不需要加热整个抽吸和/或分配装置214。例如，仅加热位于线圈204所限定的工作区内的抽吸和/或分配装置214的部分。一些示例性系统包括臂（见图6），以使抽吸和/或分配装置214上升或下降通过电磁场，以沿抽吸和/或分配装置214的长度来感应加热抽吸和/或分配装置214的不同部分。
此外，如下面更详细地描述的，在一些例子中，流过线圈204的电流根据在工作区中的抽吸和/或分配装置214部分的直径和/或根据在工作区中的抽吸和/或分配装置214部分的外壳的厚度而改变。在一些例子中，外壳的厚度和/或直径沿抽吸和/或分配装置214的长度改变，并且当抽吸和/或分配装置214上升或下降时调整电流的频率。
在一些例子中，存在预处理过程，诸如，例如在抽吸和/或分配装置214进入线圈204的工作区中之前进行预冲洗，以清洁抽吸和/或分配装置214的表面。此外，在一些例子中，存在后处理过程，诸如，如图2C所示的后冲洗。在本例子中，停止向线圈204供电，并且工作中的探针冲洗装置通过入口212使冲洗流体220涌入，以冲洗抽吸和/或分配装置214的外表面，从而去除残留的蛋白质和/或其它生物材料。冲洗流体220具有相对更低的温度，以降低抽吸和/或分配装置214的温度，从而使抽吸和/或分配装置的温度返回例如环境温度。在图2B和/或2C的操作之后，抽吸和/或分配装置214准备好被再次使用。
图3A-E图示了被感应加热和冲洗的另一个示例性抽吸和/或分配装置300。抽吸和/或分配装置300用于运输样品或试剂302（图3A）。抽吸和/或分配装置300的外表面和内表面包括污染物304（图3B）。在一些例子中，冲洗抽吸和/或分配装置300以去除污染物304，并且抽吸和/或分配装置300被放置在线圈306的中心（图3C）。也可以清洁抽吸和/或分配装置300的内部，但可能留存残留的污染物308（图3D）。尽管图3B-D示出了在预冲洗步骤以及抽吸/分配期间抽吸和/或分配装置300位于线圈306内以清洁装置300，但是这些过程或操作可发生在将抽吸和/或分配装置300插入线圈306中之前。
交流电流传过线圈306（图3D），这产生磁场，磁场在抽吸和/或分配装置300中感生涡电流。涡电流产生热量，如以上公开的，用以使抽吸和/或分配装置300上和/或中的任何污染物变性和灭活。在一些实施例中，提供后冲洗处理以去除碳化的蛋白质310（图3E）或以其它方式使可能残留在流体通道中的蛋白质310灭活和/或脱离和/或冷却所述抽吸和/或分配装置300。
图4图示电磁场发生器400的示例性电路构造，其可被包括在例如医学诊断系统或实验室自动化仪器（如自动移液系统）中。例子包括主电源402。在本例子中，主电源402是用于整个医学诊断系统的同一电源。因此，主电源402的线电压和频率与系统的其余部分所使用的相同，并且与从标准壁装电插座所接收的相同。因此，在本例子中，不存在用于为电磁场发生器400供电的专用线电压或高电压电源。相反，主功率是低电流高电压功率。示例性发生器400包括产生操作发生器400所需的频率的频率发生器404。在本例子中，频率可以是例如约637kHz。频率是可调整的，并且可基于抽吸和/或分配装置或位于磁场中并被加热的其它工件的特性而被改变。
在一些例子中，还可基于试剂和/或样品的类型调整所述频率，包括，例如，抽吸和/或分配装置的内容物在之前是否是血液样品或者在将要进行的使用中是否将是血液样品。例如，可基于特定类型样品所预期的结合蛋白质的量来调整频率。因此，例如，对于“较清洁的溶液”（即，预期结合蛋白质或其它生物携带的量较低的溶液），可降低频率/功率。样品自身不影响抽吸和/或分配装置中的热量比率或生成。
此外，如果例如将要进行的测试对携带尤其敏感，则也可调整频率。在这类例子中，可调整频率，以最大化用于减少和/或消除携带的热量。例如，如果化验对携带特别敏感，则可使用较高和/或最大的可用功率和热量产生以减少和/或消除携带。
此外，在其它例子中，可调整频率以使用用于特定加热/清洁循环的最低有效热量，以减小探针上的材料应力、缩短循环时间和/或最大化能量效率。在一些例子中，基于所抽吸的污染物的量来调节功率使用和/或频率。在这类例子中，较高的功率可用于包括相对更大量的待清洁探针长度的清洁循环。此外，在一些例子中，较低的功率可用于清洁较小的区域。在这两类例子中，即便所使用的功率和所清洁的探针长度会不同，但清洁时间可以一致。此外，在一些例子中，当例如要清洁抽吸和/或分配装置（例如，探针）的小区域并使用相对更高的功率时，可减少用于清洁的时间并因此减少在电磁场中加热抽吸和/或分配装置所花费的时间。在一些例子中，抽吸和/或分配装置不经受在临界温度附近的热量水平，在临界温度处，抽吸和/或分配装置的材料开始展现与热相关的问题。此外，频率的控制和因此热量水平的控制可用于降低材料应力、增加抽吸和/或分配装置的使用寿命并减少故障。此外，在一些例子中，当在感应加热器中（例如，在线圈中）需要较少的功率时，可与标称相关地增加频率。这导致当驱动频率高于共振频率时在半导体开关（例如，在此公开的示例性系统400、500、600、700中）上的较少应变，这是因为所述开关不是针对电势的“硬开关”。
示例性发生器400还包括功率控制器406，以控制在频率发生器404所产生的频率下从主电源402流出的功率流。在本例子中使用方波信号或波形，但也可使用其它波形，包括，例如正弦曲线、三角形或锯齿形波形。示例性输入功率可以为约450瓦。
示例性发生器400还包括变压器408。变压器408逐步降低电压并增大电流。变压器408还在共振或振荡回路410和主电源402之间提供隔离。变压器408还提供通过放大或减小主电源402和功率控制器406所见的振荡电路410的阻抗使振荡电路400与主电源402和功率控制器406电匹配的手段，从而使得发生器400不会汲取过量的电流。在一些例子中，变压器408可具有约5.45：1的匝数比。因此，在本实施例中，变压器408之后的电流是变压器408之前的电流的大约5.45倍，并且变压器408之后的电压降低至1/5.45。
振荡电路410是并联电感-电阻-电容（LRC）电路，包括电阻器412（包括传输线的系统的电阻和以下部件的固有电阻）、电感414（联接到变压器408的线圈416和工作线圈418二者的电感）和并联连接的电容器420，电容器420具有被选择成使得振荡电路410在频率发生器404的频率下共振的值。电容器420提供共振电路所需的电容，并且工作线圈418提供电感和振荡电路410中的电阻中的至少一些。在本例子中，并联时电容器420为约0.45μF，并且工作线圈418具有约1.4μH的电感。振荡电路410进一步增大用于工作线圈418的电流。示例性工作线圈418如上公开地操作，以产生交变的磁场，这得到与由工件产生的磁场相反的磁场，并因此升高位于工作线圈418内部的工作区422内的任何工件的表面温度。在本例子中，变压器之前的电流为约4.4A，变压器之后的电流为约24A。在本例子中，振荡电路410将电流进一步增大至约240A，从而在工作线圈412处引起53.4倍的总电流增加。此外，示例性工作线圈418可升高工件的表面温度，诸如在小于1秒内使抽吸和/或分配装置升温0-100℃，在1-2秒内升温0-300℃，在7秒内升温700-800℃。
存在用于优化示例性发生器400的操作的若干设计要素，包括，例如，线圈设计和选择（电感大小、电阻值、线圈和工件之间的小间隔）、待被加热的部件（物理尺寸、材料成分）、可获得的主功率量（电压、电流）、期望的加热速率、期望的最高温度和期望的加热类型（贯穿加热、表面加热）。这些要素影响用于示例性发生器400的部件，包括，例如，在频率发生器404处产生的标称频率（用于加热工件）、所需的电容（法拉值和kVAR值）、振荡电路410的倍增值（Q）、振荡电路410的相位角（φ）（cos（φ）=1的整功率因数）、变压器408的比值和位置、电源设计以及连接线选择（以最小化杂散电感和压降）。
具体地，用于特定工件的频率取决于工件的期望或物理外壳厚度，并且厚度取决于工件的外径（假设是但不限于圆柱形剖面）、壁厚和材料成分。外壳厚度被定义为例如产生约86%的感应功率所处的深度。用于管状或圆柱形工件的最佳深度由以下等式（1）限定。
在等式（1）中，外壳厚度由δ表示，t=壁厚（m），d=管直径（m）。等式（1）可求解得到外壳厚度，外壳厚度可用于以下等式（2），用以计算频率f。
在等式2中，电阻率由ρ（µΩm）表示，µ表示磁导率（H/m）。可求解等式（2）以确定频率f（Hz）。
用于振荡电路410的部件的选择取决于期望的频率f（Hz）、电容C（F）和电感L（H），如以下等式（3）所示。
此外，如以下等式（4）所示，可经由无功千伏安（kVAR）、功率（W）、角频率ω（弧度/s）、电容C（F）、电压（V）、电流I（A）、电阻R（Ω）、电感L（H）和/或感应电阻XL（Ω）来控制或操纵振荡电路410的Q因子。
较高的Q值产生较小的带宽，这更难以调谐至共振，但提供振荡电路410中更高的电流倍增。反之，较小的Q至允许较大的带宽，这更易于调谐以便共振并且更加耐受失谐，但是提供振荡电路410中较低的电流倍增。在已经选定用于振荡电路的部件之后，可计算电路的阻抗Z（Ω）并且选择变压器408的匝数比，以便进行正确的匹配并且不会从主电源402汲取过量的电流。振荡电路的阻抗Zeq（Ω）取决于角频率ω（弧度/s）、电容C（F）、电容的等效串联电阻RC（Ω）、电感的串联电阻RL（Ω）、电感L（H）、等效电路电阻Req（Ω）和等效电路阻抗Xeq（Ω），如以下在等式（5）、（6）和（7）中所示。
最佳的变压器匝数比Yt取决于电源的电压Vps（V）、可从电源安全地汲取的最大电流Imax（A）以及振荡电路的阻抗Zeq（Ω）、以及如由电源可见的电阻Rps（Ω），如以下在等式（8）和（9）中所示的。
以上等式描述了提供从电源402汲取的最大量的功率的变压器408的匝数比。如果选择了比等式9所示的匝数比大的匝数比，则从主电源402汲取的电流将减小，并且发生器400的总功率消耗将降低。
图5图示了用于电磁场发生器500的另一示例性电路构造，电磁场发生器500可包括在例如医学诊断系统或自动移液系统中。在本例子或随后的例子中将不重复描述与在其它例子中描述的部件类似的部件，尽管部件的值可能不同。例如，电流源、频率、电容器等可具有不同值，但以与上文所公开相类似的方式操作。图5的示例性发生器500包括具有大于最佳选择的匝数比的变压器。在图5所示的本例子中，频率发生器404可产生643kHz的方波。在本例子中，包括图4的主电源402和功率控制器406的一些方面的电流源506产生约3.3A的电流。在本例子中，第一变压器502和第二变压器504一起形成匝数比为约16：1的变压器。因此，在变压器502、504之后，电流倍增数是16倍。在本例子中，变压器之后的电流为约52.8A。在本例子中，振荡电路410将电流进一步增加至约160A，从而得到在工作线圈412处约48倍的总增加。在本例子中，总系统功率降低，但是对电流源506的汲取减小，以匹配本例子中期望的需求。
图6图示了用于电磁场发生器600的另一示例性电路构造，电磁场发生器600可包括在例如医学诊断系统或自动移液系统中。图6的示例性发生器600包括控制器602以及一个或多个反馈回路604。反馈回路604向控制器604提供关于发生器600的各种度量的数据，诸如，例如频率、阻抗、温度、在工作线圈412的电磁场中抽吸和/或分配装置606的存在、在系统中的任何点处的电压读数和/或电流读数。通过工作线圈412处的温度或负荷变化可检测抽吸和/或分配装置606是否存在。此外，当臂608使得抽吸和/或分配装置606向上或向下移动通过工作线圈412时，可改变抽吸和/或分配装置606的物理特性，以改变位于电磁场中并因此受到感应加热的抽吸和/或分配装置606的表面。例如，示例性抽吸和/或分配装置606具有朝向末端610变小的直径（即，是锥形的）。合适地加热末端610的最佳频率不同于合适地加热抽吸和/或分配装置606的较大直径部分所需的频率。因此，控制器602可以基于所述数据来调整频率以改变电磁场的强度，从而优化抽吸和/或分配装置606的加热温度。
控制器602还用作校准器，以使得发生器600能够基于电容或阻抗随时间的偏移而自我校准。此外，控制器602还可感测发生器600的任何部件或它们之间的相互连接的短路和/或其它问题。
图7图示了用于电磁场发生器700的另一示例性电路构造，电磁场发生器700可包括在例如医学诊断系统或自动移液系统中。图7的示例性发生器700包括联接到主电源402的逐步上调/逐步下调变压器702和整流器704。逐步上调/逐步下调变压器702和整流器704在一些例子中是单独的部件，在其它例子中与电源402一体形成。逐步上调/逐步下调变压器702和整流器704使得发生器700能够从电源402汲取功率并将该功率处理成具有合适的电压和电流容量的直流（DC）信号。因此，发生器700可联接到任何国家的壁装电插座，并且逐步上调/逐步下调变压器702和整流器704可被选择和/或调整，以调整到可从壁装电插座获得的功率。因此，可选择变压器702和/或整流器704，使得系统不会从主电源402汲取过量的电流。在一些例子中，逐步上调/逐步下调变压器702和整流器704会修改功率，以将电源402供应的AC电压改变为DC电压，从而具有120V的电压和10A的电流和/或以其它方式调整所供应的功率。示例性发生器700还包括额外的反馈回路706，以向控制器602提供进一步的数据，诸如，例如电流读数、电压读数或任何其它合适的数据。
虽然在图4-7中已经图示了实现发生器400、500、600、700的示例性方式，但是图4-7中所示的元件、过程和/或装置中的一者或多者可结合、分开、重新布置、省略、消除和/或以任何其它方式实现。此外，示例性频率发生器402、功率控制器406、电流源506、系统控制器602、整流器704和/或更一般地，图4-7的示例性发生器400、500、600、700，可通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任意组合来实现，它们作为医学诊断装置的一部分或者作为单独的感应加热清洁装置。因此，例如，示例性频率发生器402、功率控制器406、电流源506、系统控制器602、整流器704和/或更一般地，图4-7的示例性发生器400、500、600、700中的任何装置，可通过一个或多个电路、可编程处理器、专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑器件（PLD）和/或现场可编辑逻辑器件（FPLD）等实现。当本发明的任何设备或系统权利要求被解读为仅覆盖软件和/或固件实现方式时，示例性频率发生器402、功率控制器406、电流源506、系统控制器602和/或整流器704中的至少一个由此明确地被限定为包括存储软件和/或固件的有形计算机可读介质，诸如存储器、DVD、CD、蓝光光碟等。此外，图4-7的示例性发生器400、500、600、700，除了或替代图4-7所示的那些，还可包括一个或多个元件、过程和/或装置，和/或可包括所示元件、过程和装置中的任何或所有元件、过程和装置中的不止一者。
图8示出了表示可用于实现图1-7的设备和系统的示例性过程的流程示意图。在本例子中，过程包括由处理器运行的程序，该处理器诸如是在以下联系图9论述的示例性计算机9000中示出的处理器912。程序可具体化为存储在有形计算机可读介质（诸如、CD-ROM、软盘、硬盘、数字通用光盘（DVD）、蓝光光盘或与处理器912相关的存储器）上的软件，但是整个程序和/或程序的一部分可替代性地由除处理器912之外的装置运行和/或具体化为固件或专用硬件。此外，尽管参照图8所示的流程图描述了示例性程序，但是可以替代性地使用实现本文公开的示例性系统和设备的许多其它方法。例如，可以改变框的运行顺序，和/或可以改变、消除或结合所描述的框中的一些。
如上所述，图8的示例性过程可利用存储在有形计算机可读介质上的编码指令（例如，计算机可读指令）实现，有形计算机可读介质是诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器（ROM）、光盘（CD）、数字通用光盘（DVD）、缓存、随机存取存储器（RAM）和/或信息可在其中存储任何持续时间（例如，长期、永久地、短时间、临时缓冲和/或信息缓存）的任何其它存储介质。如在此使用的，术语“有形计算机可读介质”被明确地限定为包括任何类型的计算机可读存储器并且不包括传播信号。额外地或替代性地，图8的示例性过程可利用存储在非临时性计算机可读介质上的编码指令（例如，计算机可读指令）实现，非临时性计算机可读介质是诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字通用光盘、缓存、随机存取存储器和/或信息可在其中存储任何持续时间（例如，长期、永久地、短时间、临时缓冲和/或信息缓存）的任何其它存储介质。如在此使用的，术语“非临时性计算机可读介质”被明确地限定为包括任何类型的计算机可读存储器并且不包括传播信号。如在此使用的，当短语“至少”在权利要求的前序部分用作过渡术语时，像术语“包括”是开放式的一样，“至少”也是开放式的。因此，在前序部分中使用“至少”作为过渡术语的权利要求可包括除了权利要求中明确列举的元件之外的元件。
图8图示减少携带的过程800，其包括例如变性和/或灭活蛋白质和/或其它生物材料、消毒、清洁等。在一些例子中，过程800包括利用例如图2和3的预冲洗中的一个或多个来预冲洗或以其它方式预处理探针或其它抽吸和/或分配装置（框802）。示例性过程800还包括产生电磁场（框804）。示例性电磁场可以由例如图1-7的线圈100、204、306、412和/或图4-7的发生器400、500、600、700产生。在一些例子中，电磁场是由AC电源产生的交变电磁场。
在图8的示例性过程800中，检测是否存在探针（框806）。如果未检测到探针，则控制过程停留在框806，直到探针已被引入所产生的电磁场中。当探针已经被引入电磁场中时，示例性过程800确定是否应该调整电磁场（框808）。例如，控制器602可感测到工作线圈412中的探针的尺寸需要不同的频率来优化电磁场和得到的感应热量，并且过程800进行调整（框810）。当不需要调整时或者在已经进行调整之后，过程800继续，并且加热探针（框812）。在加热探针期间（框812），可相对于电磁场和线圈调整（例如升高或降低）探针的位置，以改变经受电磁场和相关的感应加热的探针的部分。在加热探针达期望温度和/或持续时间以使任何生物物质变性和/或灭活之后，可进行一个或多个可选的后冲洗步骤（框814）。例如，后冲洗可洗掉探针的碳化蛋白质和/或其它残留物，冷却冲洗可降低探针的温度，和/或可以进行其它后处理。示例性过程800结束（框816）并且可重新使用所述探针。
图9是能够运行图8的过程以实现图1-7的设备的示例性计算机900的框图。计算机900可以是例如服务器、个人计算机或任何其它类型的计算装置。
本例子的系统900包括处理器912。例如，处理器912可由来自于任何期望的家族或制造商的一个或多个微处理器或控制器来实现。
处理器912包括局部存储器913（例如，缓存）并且经由总线918与包括易失性存储器914和非易失性存储器916的主存储器通信。易失性存储器914可由同步动态随机存取存储器（SDRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、RAMBUS动态随机存取储存器（RDRAM）和/或任何其它类型的随机存取存储器装置实现。非易失性存储器916可由闪存和/或任何其它期望类型的存储器装置实现。通过存储器控制器来控制对主存储器914、916的存取。
计算机900还包括接口电路920。接口电路920可由任何类型的接口标准实现，诸如以太网接口、通用串行总线（USB）和/或PCI express接口。
一个或多个输入装置922连接到接口电路920。输入装置922允许使用者将数据和命令输入到处理器912中。输入装置可由例如键盘、鼠标、触摸屏、触摸板、追踪球、isopoint和/或语音识别系统实现。
一个或多个输出装置924也连接到接口电路920。输出装置924可例如由显示装置（例如，液晶显示器、阴极射线管显示器（CRT）、打印机和/或扬声器）实现。因此，接口电路920通常包括图形驱动器卡。
接口电路920还包括通信装置，诸如调制解调器或网络接口卡，以帮助经由网络926（例如，以太网连接、数字用户线路（DSL）、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等）与外部计算机交换数据。
计算机900还包括用于存储软件和数据的一个或多个大容量存储装置928。这类大容量存储装置928的例子包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器和数字通用光盘（DVD）驱动器。
用以实现图8的过程800的编码指令932可存储在大容量存储装置928中、易失性存储器914中、非易失性存储器916中和/或诸如CD或DVD的可移动存储介质上。
根据以上，应该明白以上公开的方法、设备、系统和制品可用于在医学诊断仪器或自动移液系统中感应加热抽吸和/或分配装置。这些例子使得能够加热这类抽吸和/或分配装置，而不需要物理接触或电气接触抽吸和/或分配装置。降低了电气短路的风险，并可使用较低的电压。此外，需要更少的热量来消毒、变性或灭活蛋白质和其它生物物质和/或以其它方式清洁抽吸和/或分配装置。因此，还减少了本文公开的示例性过程所需的时间。此外，热量受控并且均匀地遍布在目标表面上，并且不必加热整个抽吸和/或分配装置。此外，抽吸和/或分配装置的感应加热使得可以重复使用所述装置。感应加热产生可忽略的固体废物和明显更少的生物危害废物。本文公开的示例性系统和设备可以插到任何壁装电插座中并且不需要用于电磁场发生器的专用电源线。感应加热提供了用于防止和/或消除蛋白质和/或其它生物物质的携带或交叉污染的安全、可控、快速和低增量成本的方法。
尽管本文已经描述了某些示例性方法、设备和制品，但是本发明的覆盖范围不限于此。相反，本发明完全覆盖落在本发明权利要求范围内的所有方法、设备和制品。

Claims (29)

1.一种方法，包括：
产生交变的电磁场；
基于电磁场发生器处的温度变化或负荷变化来检测所述电磁场中抽吸和分配装置的存在；以及
利用所述电磁场来感应加热所述抽吸和分配装置，以使所述抽吸和分配装置的表面上的蛋白质或生物实体中的至少一种至少变性或灭活。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在将所述抽吸和分配装置引入所述电磁场中之前冲洗所述抽吸和分配装置。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在利用所述电磁场来感应加热所述抽吸和分配装置之后冲洗所述抽吸和分配装置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述冲洗包括：用冷却冲洗液冲洗以降低所述抽吸和分配装置的温度。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在利用所述电磁场来感应加热所述抽吸和分配装置期间冲洗所述抽吸和分配装置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述电磁场包括：利用基于所述抽吸和分配装置的直径而定的频率使电流流过导电介质。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述导电介质是线圈。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述电磁场包括：利用基于所述抽吸和分配装置的外壳的厚度而定的频率使电流流过导电介质。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：使所述抽吸和分配装置上升或下降通过所述电磁场，以沿所述抽吸和分配装置的长度来感应加热所述抽吸和分配装置。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述外壳的厚度沿所述抽吸和/或分配装置的长度改变，并且所述方法进一步包括：在所述抽吸和分配装置上升或下降时调整所述频率。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：感应加热所述抽吸和分配装置的仅一部分。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，产生所述交变的电磁场包括：利用标准的壁装电插座。
13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
将冲洗杯放置在所述抽吸和分配装置与用于产生所述电磁场的导电介质之间；以及
利用所述冲洗杯来防止所述抽吸和分配装置与所述导电介质之间的直接接触。
14.一种系统，包括：
电磁场发生器；
控制器；
反馈回路，反馈回路向所述控制器提供与基于电磁场发生器处的温度变化或负荷变化的电磁场中抽吸和分配装置的存在有关的数据，所述抽吸和分配装置待通过电磁场被感应加热，所述控制器基于所述数据来调整所述电磁场的频率；以及
冲洗杯，所述冲洗杯夹设在所述电磁场发生器与所述抽吸和分配装置之间以防止它们之间的直接接触。
15.根据权利要求14所述的系统，进一步包括冲洗器，以在将所述抽吸和分配装置引入所述电磁场中之前冲洗所述抽吸和分配装置。
16.根据权利要求14所述的系统，进一步包括冲洗器，以在利用所述电磁场来感应加热所述抽吸和分配装置之后冲洗所述抽吸和分配装置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述冲洗器利用冷却冲洗液进行冲洗以降低所述抽吸和分配装置的温度。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述电磁场发生器包括频率发生器和导电介质，所述频率发生器用以产生流过所述导电介质的频率可变的电流，其中，所述频率基于所述抽吸和分配装置的直径而定。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述导电介质是线圈。
20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述电磁场发生器包括频率发生器和导电介质，所述频率发生器用以产生流过所述导电介质的频率可变的电流，其中所述频率基于所述抽吸和分配装置的外壳的厚度而定。
21.根据权利要求20所述的系统，进一步包括臂，以使所述抽吸和分配装置上升或下降通过所述电磁场，从而沿所述抽吸和分配装置的长度来感应加热所述抽吸和分配装置。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述外壳的厚度沿所述抽吸和分配装置的长度改变，并且其中，所述电磁场发生器包括频率发生器，所述频率发生器在所述抽吸和分配装置上升或下降时调整所述频率。
23.根据权利要求14所述的系统，其中，所述电磁场感应加热所述抽吸和分配装置的仅一部分。
24.根据权利要求14所述的系统，其中，所述抽吸和分配装置的表面被加热以使所述表面上的蛋白质或生物实体中的至少一种变性。
25.根据权利要求14所述的系统，其中，所述反馈回路进一步向控制器提供数据，所述数据包括频率、阻抗、电压读数或电流读数中的一个或多个，并且所述控制器基于所述数据改变所述频率以改变所述电磁场的强度，从而改变所述抽吸和分配装置的加热温度。
26.根据权利要求14所述的系统，其中，所述抽吸和分配装置没有联接到所述抽吸和分配装置的表面上的电连接器，并且所述抽吸和分配装置被电绝缘。
27.一种存储有指令的有形机器可读介质，所述指令在被运行时致使机器执行下述操作：
产生交变的电磁场；
基于电磁场发生器处的温度变化或负荷变化来检测所述电磁场中抽吸和分配装置的存在；以及
利用所述电磁场来感应加热所述抽吸和分配装置，以使所述抽吸和分配装置的表面上的蛋白质或生物实体中的至少一种至少变性或灭活。
28.根据权利要求27所述的介质，其中，使得所述机器利用基于所述抽吸和分配装置的直径而定的频率来使得电流流过导电介质，以产生所述电磁场。
29.根据权利要求27所述的介质，其中，使得所述机器利用基于所述抽吸和分配装置的外壳的厚度而定的频率来使得电流流过导电介质，以产生所述电磁场。
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