CN106423321B - 一种离心管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种离心管。一种离心管包括管体，所述管体沿轴线自上而下分为直径递减的四段：第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段，并且所述第二锥筒段与所述第一锥筒段呈相似圆锥形；第一锥筒段侧面与第二圆筒段侧面的夹角为155‑160°；所述第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段的高度比为30:20‑22:43‑45:6‑7。本发明采用四段式的设计，以形成遵循流体力学抽离原理的倍数量级体积稀释系统以及双锥体级联流体形变系统，从而实现中央吸管的均匀抽吸，达到对每层液体的均匀抽吸，同时解决了易破损以及读数精度不高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及实验仪器技术领域，尤其是涉及一种离心管。
背景技术
现有技术中，用于制备富血小板血浆的离心管存在以下问题：一、管体是一个圆筒体，为等距刻线，因此对不同体积溶液的读数绝对误差都相同，导致对小体积溶液的测量不精确，相对误差大，大大限制了其应用；二、中间吸管的倾斜角度均较大(吸管竖直放置时管尖与水平面的夹角)，抽取液体时不但会形成抽吸死角，还会出现吸管周围的液面“塌陷”,液面不能均匀下移,影响全血离心后各层的精确分离，同时会导致在离心吸液的过程中，中间吸管只会吸收一侧的液体，导致离心取样不均匀，导致测量不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离心管，所述离心管解决了对小体积溶液的测量精确度低以及对不同层样品取样不均匀的问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种离心管，其特征在于，包括管体；所述管体沿轴线自上而下分为直径递减的四段：第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段，并且所述第二锥筒段与所述第一锥筒段呈相似圆锥形；第一锥筒段侧面与第二圆筒段侧面的夹角为155-160°；所述第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段的高度比为30:20-22:43-45:6-7。
本发明的管体分为四段式设计，第一圆筒段→第一锥筒段→第二圆筒段→第二锥筒段为直径递减。这样的流线型设计首先实现了“倍数量级体积稀释系统”，达到第二圆筒段对第一锥筒段的“体积稀释”(体积的数量级改变),实现中央吸管对液体的精确抽吸，达到精确调控体积的目的。通俗而言，这样的设计方式可以使管体下半部分的刻度更小，对小体积溶液的测量精确度更高。同时，管体上半部分刻度大，适于测量大体积溶液。因此，本发明的离心管对溶液体积的限制小，适用范围更广。
其次，使离心管底边的面积减小，形成一种梯形的流体结构，遵循流体力学的抽吸原理，使吸管周区和离心管周区的液体迟滞层尽量减小，使其在与中央吸管相配合达到整个液体层面在抽吸过程中均匀下移的效果，从而提高取样准确性及读数准确度。相反，若离心管底部是圆柱体，中央吸管抽吸过程中会出现两个问题：1.形成抽吸死角；2.出现吸管周围的液面“塌陷”,液面不能均匀下移,影响全血离心后各层的精确分离。
第三，管体四段直径递减的结构形成了双锥体级联流体形变系统，达到流体形状的“稀释性改变”(流体结构的数量级改变)，从而实现中央吸管的均匀抽吸，达到对每层液体的均匀抽吸。另外，提高离心管的结构牢固度，不易破损。
本发明的离心管既适用于生化领域的普通离心，也适用于医学领域的特殊离心，例如血液、尿液等的离心。针对不同领域，离心管其它结构的设计可能有差异。
另外，本发明的离心管还可以进一步改进，以达到更多的技术效果：
优选地，第一锥筒段侧面与第二圆筒段侧面的夹角为157°。
优选地，所述第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段的高度比为30:20:43:6-7,优选30:20:43:6.75。
本发明若是针对普通离心，则离心管管体的开口端设有盖帽，所述盖帽为全封闭式。
若是针对血液离心，例如制备富血小板血浆的离心管，其所用的管体与上文的四段式管体相同，并且所述管体的开口端设有盖帽，所述盖帽设有通气孔，以及一个或多个吸管孔。
通气孔是为了平衡气压。通气孔处还可以设置过滤棉，以净化空气，防止血液被污染。
吸管孔的目的是使吸管深入管体以吸取分离后上清液或者红细胞。
为了防止交叉污染，需要设置多个吸管孔，以供不同溶液的吸取。
鉴于此，至少有一个所述吸管孔连接有吸管，所述吸管伸入所述管体内部。
为了便于吸管顺利穿过不同稠度的溶液，避免堵塞现象，将所述吸管的管尖设置为楔形。
楔形的管尖还可以保证能够吸取到不同水平高度的溶液，提高取样均匀性。
但若楔形只设置在一侧，吸管吸收楔形侧的液体较多，导致离心取样不均，为了解决以上问题，可以采用以下设计：所述吸管的管尖呈两个相对于所述吸管轴线对称分布的两个楔形。
上文所述楔形相对于所述吸管轴线的倾斜角度优选为70-80°，可以减小取样不均匀的程度。
而吸管的整体形状以圆筒形为佳，取样流畅，加工简单。
若是针对血液离心，除了离心管管体四段流线式的设计对取样均匀性和读数精确度有重要影响外，管体与吸管之间的尺寸比对取样均匀性和读数精确度也有重要影响，为此，优选地，所述第一圆筒段、所述第二圆筒段、所述吸管的直径比为18:6:1-2。
更优选地，所述离心管的容量优选为20mL，所述吸管管内体积优选为38.5×10- 3mL，并且2mL以下的刻度优选设置在第二圆筒段和第二锥筒段。
本发明所述的盖帽(包括全封闭式、设有孔道的盖帽)与管体的固定方式有多种，例如螺纹连接，或者卡扣连接。卡扣连接也有多种方式，例如，盖帽设有环形凸缘，该凸缘能够紧密贴合于所述管体开口的内壁，从而保证盖帽与管体之间的密封。
还有一种卡扣连接方式：所述盖帽设有内外相套的两个环形凸缘，两个环形凸缘之间形成环形槽，而所述管体的开口处设有与所述环形槽相配合的环形凸沿，通过环形槽就可以将盖帽紧密地封盖于管体上；这种连接方式相比前两种，使用方便，且密封性更好。
同时为了增加盖帽外壁的摩擦力，方便封盖，优选在盖帽的边沿设置螺纹，或者其它凹凸纹。
综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
(1)改良了离心管管体的结构，采用四段式的设计，以形成遵循流体力学抽离原理的倍数量级体积稀释系统以及双锥体级联流体形变系统，从而实现中央吸管的均匀抽吸，达到对每层液体的均匀抽吸，同时解决了易破损以及读数精度不高的问题。
(2)改良了吸管的倾斜角度，避免了堵塞问题，提高了取样均匀性。
(3)改良离心管管体与吸管之间的尺寸比，形成了效果更佳的倍数量级体积稀释系统以及双锥体级联流体形变系统，进一步提高了取样均匀性和读数精确度。
(4)本发明的离心管为精确定量制备PRP提供新契机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的管体的主视图；
图2为本发明提供的离心管的组装图；
图3为本发明提供的盖帽的主视图；
图4为本发明提供的离心管的组装图；
图5为本发明提供的离心管管体的立体图；
图6为本发明提供的盖帽的立体图。
附图标记：
1-第一圆筒段； 2-第一锥筒段； 3-第二圆筒段；
4-第二锥筒段； 5-盖帽； 501-通气孔；
502-吸管孔； 503-凹凸纹； 504-环形槽；
6-凸沿； 7-吸管； 701-楔形。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实用发明的宗旨之一是离心管管体的分段式设计，形成具有流线型特点的双锥体级联流体形变系统以及倍数量级体积稀释系统：
一种离心管包括管体；所述管体沿轴线自上而下分为第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段这四个直径递减的四段，并且所述第二锥筒段与所述第一锥筒段呈相似圆锥形；第一锥筒段侧面与第二圆筒段侧面的夹角为155-160°；所述第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段的高度比为30:20-22:43-45:6-7。
本发明的管体分为四段式设计，第一圆筒段→第一锥筒段→第二圆筒段→第二锥筒段为直径递减。这样的流线型设计首先实现了“倍数量级体积稀释系统”，达到第二圆筒段对第一锥筒段的“体积稀释”(体积的数量级改变),实现中央吸管对液体的精确抽吸，达到精确调控体积的目的。通俗而言，这样的设计方式可以使管体下半部分的刻度更小，对小体积溶液的测量精确度更高。同时，管体上半部分刻度大，适于测量大体积溶液。因此，本发明的离心管对溶液体积的限制小，适用范围更广。
其次，使离心管底边的面积减小，形成一种梯形的流体结构，遵循流体力学的抽吸原理，使吸管周区和离心管周区的液体迟滞层尽量减小，使其在与中央吸管相配合达到整个液体层面在抽吸过程中均匀下移的效果，从而提高取样准确性及读数准确度。相反，若离心管底部是圆柱体，中央吸管抽吸过程中会出现两个问题：1.形成抽吸死角；2.出现吸管周围的液面“塌陷”,液面不能均匀下移,影响全血离心后各层的精确分离。
第三，管体分为四段直径递减的结构，这形成了双锥体级联流体形变系统，达到流体形状的“稀释性改变”(流体结构的数量级改变)，从而实现中央吸管的均匀抽吸，达到对每层液体的均匀抽吸。另外，提高离心管的结构牢固度，不易破损。
优选地，管体内设有圆筒形的吸管，以用于制备PRP。
圆筒形吸管取样流畅，加工简单。
除了离心管管体四段流线式的设计对取样均匀性和读数精确度有重要影响外，管体与吸管之间的尺寸比对取样均匀性和读数精确度也有重要影响，为此，优选地，所述第一圆筒段、所述第二圆筒段、所述吸管的直径比为18:6:1-2。
更优选地，所述离心管的容量优选为20mL，所述吸管管内体积优选为38.5×10- 3mL。
本实用发明的宗旨之二是改良离心管中吸管的倾斜角度：
所述吸管的管尖呈楔形；所述楔形相对于所述吸管轴线的倾斜角度为70-80°。
上述离心管是针对血液离心，例如制备富血小板血浆的离心管，所述管体的开口端设有盖帽，所述盖帽设有通气孔，以及一个或多个吸管孔。
其中，通气孔是为了平衡气压。通气孔处还可以设置过滤棉，以净化空气，防止血液被污染。
吸管孔的目的是使吸管深入管体以吸取分离后上清液或者红细胞。为了防止交叉污染，需要设置多个吸管孔，以供不同溶液的吸取。
其中至少有一个所述吸管孔连接有吸管，所述吸管伸入所述管体内部。
这是为了便于吸管顺利穿过不同稠度的溶液，避免堵塞现象，将所述吸管的管尖设置为楔形。
楔形的管尖还可以保证能够吸取到不同水平高度的溶液，提高取样均匀性。
上文所述楔形相对于所述吸管轴线的倾斜角度为70-80°(即吸管竖直放置时楔形与水平面的夹角为10-20°)，这样能够最大程度保证不堵塞，又可以均匀吸取不同层次的液体，取样更均匀。
本实用发明的宗旨之三是改良离心管的非主体功能构件：
优选地，所述盖帽设有内外相套的两个环形凸缘，所述两个环形凸缘之间形成环形槽，所述管体的开口处设有与所述环形槽相配合的环形凸沿。
该结构使用方便。
优选地，所述盖帽与所述管体螺纹连接。
螺纹连接的结构牢固。
优选地，所述盖帽设有环形凸缘，所述凸缘能够紧密贴合于所述管体开口的内壁。
优选地，所述盖帽的边沿设置螺纹。可以增加盖帽外壁的摩擦力，方便封盖。
在上文基础上扩展技术方案如下。
图1为本发明提供的管体的主视图；图2为本发明提供的离心管的组装图；图3为本发明提供的盖帽的主视图；图4为本发明提供的离心管的组装图；图5为本发明提供的离心管管体的立体图；图6为本发明提供的盖帽的立体图。附图中的标记包括：1-第一圆筒段；2-第一锥筒段；3-第二圆筒段；4-第二锥筒段；5-盖帽；501-通气孔；502-吸管孔；503-凹凸纹；504-环形槽；6-凸沿；7-吸管；701-楔形。
实施例1
一种普通离心管
如图1所示，包括管体和全封闭式的盖帽5。
所述管体沿轴线自上而下分布有第一圆筒段1、第一锥筒段2、第二圆筒段3、第二锥筒段4，这四段的直径递减；所述第二锥筒段4与所述第一锥筒段2呈相似圆锥形。
第一锥筒段2侧面与第二圆筒段3侧面的夹角为155-160°；所述第一1圆筒段、第一锥筒段2、第二圆筒段3、第二锥筒段4的高度比为30:20-22:43-45:6-7。
该实施例提供的离心管的组装结构如图2。
该离心管主要适用于生化领域的普通离心。管体采用四段式的设计，以形成遵循流体力学抽离原理的倍数量级体积稀释系统以及双锥体级联流体形变系统，从而实现中央吸管的均匀抽吸，达到对每层液体的均匀抽吸，同时解决了易破损以及读数精度不高的问题。
该实施例所述的盖帽5(包括全封闭式、设有孔道的盖帽)与管体的固定方式有多种，例如螺纹连接，或者卡扣连接。卡扣连接也有多种方式，例如，盖帽设有环形凸缘，该凸缘能够紧密贴合于所述管体开口的内壁，从而保证盖帽与管体之间的密封。
实施例2
制备富血小板血浆的离心管
如图3-4所示，包括管体和盖帽5。
所述管体沿轴线自上而下分布有第一圆筒段1、第一锥筒段2、第二圆筒段3、第二锥筒段4，这四段的直径递减；所述第二锥筒段4与所述第一锥筒段2呈相似圆锥形。
第一锥筒段2侧面与第二圆筒段3侧面的夹角为155-160°；所述第一1圆筒段、第一锥筒段2、第二圆筒段3、第二锥筒段4的高度比为30:20-22:43-45:6-7。
所述盖帽5设有通气孔501，以及一个吸管孔502。
如图4，所述吸管孔502连接有圆筒形的吸管7，所述吸管7伸入所述管体内部。所述吸管7的管尖呈楔形701。所述楔形701相对于所述吸管7轴线的倾斜角度为70-80°。
与实施例1相同，该管体也为四段式的设计，以形成遵循流体力学抽离原理的倍数量级体积稀释系统以及双锥体级联流体形变系统，从而实现中央吸管的均匀抽吸，达到对每层液体的均匀抽吸，同时解决了易破损以及读数精度不高的问题。
而楔形701的管尖便于吸管7顺利穿过不同稠度的溶液，还可以保证能够吸取到不同水平高度的溶液，提高取样均匀性。
上述盖帽5还可以进一步改进，例如，如图3所示，设置多个吸管孔502，以供不同溶液的吸取，从而防止交叉污染。
吸管的结构也可以再优化，即吸管的管尖呈两个相对于所述吸管轴线对称分布的两个楔形，所述楔形相对于所述吸管轴线的倾斜角度优选为70-80°，可以减小取样不均匀的程度。
盖帽5与管体的连接结构也可以进一步改进，例如：
如图5和6，所述盖帽5设有内外相套的两个环形凸缘，两个环形凸缘之间形成环形槽504，而所述管体的开口处设有与所述环形槽504相配合的环形凸沿6，通过环形槽504就可以将盖帽5紧密地封盖于管体上；这种连接方式相比前两种，使用方便，且密封性更好。
同时为了增加盖帽5外壁的摩擦力，方便封盖，优选在盖帽5的边沿设置螺纹，或者其它凹凸纹503。
在上述两个实施例的基础上，以容量为20mL的富血小板血浆(PRP)离心管为例，各部分的尺寸优选为：
管体自上而下分为第一圆筒段1、第一锥筒段2、第二圆筒段3、第二锥筒段4，这四段的高度分别为30mm、20mm、43mm、6.75mm，所述第一圆筒段1、所述第二圆筒段3的内径分别为18mm、6mm，第二圆筒段3的分度值至少可以达到0.04mL。管体内设置吸管7，吸管7的内径为1mm，长度为96mm，吸管7内体积38.5×10-3ml，与管体底边距离1mm。
最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种离心管，其特征在于，包括管体；所述管体沿轴线自上而下分为直径递减的四段：第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段，并且所述第二锥筒段与所述第一锥筒段呈相似圆锥形；第一锥筒段侧面与第二圆筒段侧面的夹角为155-160°；所述第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段的高度比为30:20:43:6-7。
2.根据权利要求1所述的离心管，其特征在于，所述第一锥筒段侧面与第二圆筒段侧面的夹角为157°。
3.根据权利要求1所述的离心管，其特征在于，所述第一圆筒段、第一锥筒段、第二圆筒段、第二锥筒段的高度比为30:20:43:6.75。
4.根据权利要求1所述的离心管，其特征在于，所述管体的开口端设有盖帽，所述盖帽为全封闭式。
5.一种离心管，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的离心管的所述管体，所述管体的开口端设有盖帽，所述盖帽设有通气孔，以及一个或多个吸管孔。
6.根据权利要求5所述的离心管，其特征在于，至少有一个所述吸管孔连接有吸管，所述吸管伸入所述管体内部。
7.根据权利要求6所述的离心管，其特征在于，所述吸管的管尖呈楔形。
8.根据权利要求6所述的离心管，其特征在于，所述吸管的管尖呈两个相对于所述吸管轴线对称分布的两个楔形。
9.根据权利要求7或8所述的离心管，其特征在于，所述楔形相对于所述吸管轴线的倾斜角度为70-80°。
10.根据权利要求6所述的离心管，其特征在于，所述吸管为圆筒形。
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