CN106908617B - 在分析仪中转移液体体积的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的技术领域为自动分析仪，并且涉及在分析仪中转移液体体积的方法。这涉及在液体分配期间移液针(34)的针尖接触倾斜的反应容器(30)的器壁。

Description

在分析仪中转移液体体积的方法
技术领域
本发明的技术领域为自动分析仪，并且涉及在分析仪中转移液体体积的方法。
背景技术
现有的分析仪，如日常用于化学分析、法医学、微生物和临床诊断的分析仪，能够以多个样本进行多个检测反应和分析。为了能够以自动的方式进行多个测试，需要各种用于测量单元的空间转移的自动发挥功能的装置，反应容器和试剂液体容器，诸如例如具有夹具功能的转移臂、运输带或可旋转运输轮，以及用于液体转移的装置，诸如例如移液装置。所述仪器包括中央控制单元，该单元通过对应的软件，能够以大体上自动的方式通过用于期望的分析的工作步骤规划和工作。
许多用在这样的自动发挥功能的分析仪中的分析方法基于光学技术。尤其普遍的是基于光度学的测量系统(例如浊度法、比浊法、荧光法或发光法)或放射测量原则。这些方法允许液体样本中的分析物的质量检测和数量检测，而不需要提供额外的单独步骤。临床相关参数的确定，诸如例如分析物的浓度或活性，在许多情况下通过这样的方式完成：同时或相继在反应容器中将来自患者的等分体液与一个或多个测试试剂混合，发起生化反应，该反应实现测试容量的光特性的显著变化。
测量结果进而由测量系统转发给存储单元，得到评估。之后，分析仪经由输出介质将具体样本的测量值传递给使用者，所述输出介质诸如例如监视器、打印机或网络连接。
通常使用自动移液装置进行样本液体或试剂液体的转移。这样的移液装置一般包括移液针，垂直布置在可移动转移臂上并且高度可调节并且可连接至泵单元，因此可通过移液针从容器移除期望的液体体积并且在另一个位置将其分配给目标容器。通常，移液针通过转移臂移动到液体容器上方的位置并且之后降到所述液体容器和出现在其中的液体内。在移除期望的液体体积后，通过水平可移动转移臂将移液针向上驱动，驱动到液体容器上方期望的目标位置，例如在反应容器或测量单元的上方。在那里，移液针再次下降并分配液体的量。
已知由于附着力，部分被移液针分配的液体体积会继续附着在移液针的针尖，因此可能会产生移液误差。如果产生不正确的反应体积的组成并生成错误的测量结果，这可能会有严重的后果，特别是当移液体积在微升的范围。
为了避免这样的移液误差，通常尝试将液体体积移到容器内壁，这样避免液体附着在移液针的针尖。
在现有技术中，例如具有稍微弯曲的针尖的移液针用来达成这个目的。但是，这具有用处受限的缺点，因为，例如这样的移液针甚至不能用来刺穿管盖。
在另一个用于添加试剂液体到样本液体中时避免气泡的方法中，控制移液操作，使得移液针在垂直方向上并且以居中的方式降低到反应容器中，之后在水平方向上移动，使得移液针的针尖以垂直的方式在长度方向上接触反应容器的垂直内壁，并且之后在这个位置分配液体体积(WO-A1-2015/079829)。
发明内容
因此，本发明的目的是提供使得在自动分析仪中获得高精确度移液操作成为可能的装置和方法。
这个目标实质上通过这样实现，通过保持于倾斜位置的移液针来将液体体积分配到容器中，并且因此容器的纵轴线相对于移液针的纵轴线倾斜。移液针的针尖之后被水平地驱动到容器的内壁，在移液针的针尖接触到容器内壁时，分配液体，并且在分配液体之后，在水平的方向上将移液针的针尖从容器内壁移开，之后将其垂直地从容器提出。
移液针的针尖朝向倾斜的容器壁并从倾斜的容器壁远离的水平运动确保分配的液体在容器中具有更高的附着力，从而增加液体转移的精确性。
本发明因此提供了在分析仪中转移液体体积的方法，分析仪包括至少一个移液装置，安装在第一可移动转移臂上并且具有移液针；和夹具，安装在第二可移动转移臂上并且用于反应容器。方法包括以下步骤：
a)使用夹具抓取反应容器；
b)使用移液装置从液体容器移除定义的液体体积；
c)将移液装置移动到反应容器上面的位置；
d)在垂直方向中将移液针降到由夹具保持的反应容器内，降到移液针不接触反应容器的器壁的位置；
e)在水平方向中移动移液装置，使得移液针的针尖接触反应容器的内壁；
f)将定义的液体体积分配到反应容器内；
g)在水平方向上将移液装置收回到移液针不接触反应容器的器壁的位置；以及
h)在垂直方向上将移液针提出由夹具保持的反应容器，
方法的区别还在于，至少在方法步骤e)到g)的执行期间，也就是在移液针的针尖接触反应容器的内壁时、在分配液体时以及在移液针的针尖与容器内壁不再接触时，夹具将反应容器保持在倾斜的位置，并且因此反应容器的纵轴线相对于移液针的纵轴线是倾斜的。
在倾斜的位置，优选地，反应容器的纵轴线相对于移液针的纵轴线以5°到20°的角度倾斜，优选地为9°到15°，具体而言最优选地为12°。这个范围的倾斜角度确保没有液体附着在移液针针尖的外部，也没有液滴形成在容器壁，而是，分配的液体体积全部朝反应容器的底部的方向沿着容器壁向下流。
夹具也可在进一步的方法步骤期间将反应容器保持在倾斜的位置。可替代地，至少在方法步骤d)到h)的执行期间，即所述的容器在移液针以垂直方向下降进入由夹具保持的反应容器期间已经保持在位置并且在以垂直方向将移液针从由夹具保持的反应容器提出期间继续保持在所述的位置，夹具将反应容器保持在倾斜的位置。
实际上按所叙述的顺序进行至少方法步骤c)到h)。但是方法步骤a)和b)或者a)和c)就时间而言可相互独立地进行，也就是，同时、相继或在时间上重叠。
用于各种功能单元的空间转移的可移动转移臂，诸如移液装置或夹具，可设计为能够线性地移动或旋转。
移液针为具有中央中空通道的大致圆柱形中空的针。移液针的远端通常也称为移液针的针尖，在该端通常还提供有中空通道的出口开口。
“用于反应容器的夹具”应理解为能够用来抓住、保持和释放反应容器的装置。优选地，使用夹具通过形状配合配对或力配合配对的方式抓住、保持和释放反应容器。优选为机械夹具，其可被设计为刚性的，如一指、二指或多指夹具一样刚性/铰接的或有弹力的。在例如EP-A2-2308588或EP-A1-0742435中描述了合适的夹具。
在本方法一个优选的变体中，用于反应容器的夹具设计为单件并且能够弹性地变形。这使得当夹具以足够的力抵压反应容器移动时，能够通过吸附效果来进行抓取。只有克服需要打开夹具的分离力之后，封闭的反应容器才能被释放。
通常用于自动分析仪的反应容器被设计为管状并具有开口。它们可具有不同的横截面形状；例如，它们可具有圆形、椭圆形、三角形、矩形或正方形的横截面形状。本发明语境下的“反应容器”明确地理解为还意味测量单元和试管，具有定义过的光学特性，因此适合于光谱光度学、荧光法、发光法或其他光学分析技术。反应容器可包括塑料并且用于一次性使用。可替代地，反应容器还可由玻璃组成。
在步骤a)使用夹具抓住反应容器通常在容纳位置从反应容器的垂直位置进行。自动分析仪通常具有移动的培养单元，其具有多个容纳位置，用于在每种情况下容纳单独的反应容器。开口向上的垂直位置是使用中的反应容器典型的位置，因为它们要容纳或已经包含液体体积。
在根据本发明的方法的优选实施方式中，反应容器的倾斜的位置由通过夹具在水平方向将反应容器抵靠倾斜表面推动的移动运动实现。实施方式非常容易进行，不需要进行复杂的措施来执行并控制倾斜运动。倾斜表面可例如由简单平坦的壁状部件形成，该部件就垂直方向而言倾斜并且安装在夹具的路径上，诸如安装在分析仪的基板上。可替代地，已经存在于分析仪的部件的一部分，诸如例如用于移液针的清洗站的外壁或站臂的臂脚，可容易地设计为倾斜的表面。在任何一种情况下，必须选择倾斜的表面，这样，引导反应容器到期望的倾斜的位置。实施方式优选地可与能够弹性地变形的夹具结合，在该实施方式中，当以足够的力将反应容器向倾斜表面推动时，可能将反应容器从垂直位置移到倾斜的位置，并且在这个实施方式中，当反应容器从倾斜表面移开时，可将反应容器从倾斜的位置移回到垂直位置。
在根据本发明的方法的另一个实施方式中，反应容器的倾斜的位置由夹具的倾斜实现。实施方式优选地可与包括能够控制的接头的夹具结合。
反应容器的倾斜的位置优选地在移液针垂直下降到由夹具保持的反应容器之前或在这期间生效。
在完成液体分配并且移液装置收回到移液针不再接触反应容器壁的位置之后，反应容器回到垂直位置。这可在移液针在垂直方向上从反应容器被提出之前或甚至在这期间进行。
本发明进一步提供自动分析仪，该分析仪包括至少一个移液装置，安装在第一可移动转移臂上并且具有移液针；夹具，安装在第二可移动转移臂上并且用于反应容器；多个用于反应容器的容纳位置，以及包括控制装置，配置为使得控制根据本发明，如上文描述的，转移液体体积的方法。
优选地，控制装置配置为使得控制包括以下步骤的方法：
a)使用夹具抓住反应容器；
b)使用移液装置从液体容器移除定义的液体体积；
c)将移液装置移动到反应容器上方的位置；
d)在垂直方向上将移液针降到由夹具保持的反应容器内，降到移液针不接触反应容器的器壁的位置；
e)在水平方向上移动移液装置，使得移液针的针尖接触反应容器的内壁；
f)将定义的液体体积分配到反应容器内；
g)在水平方向上将移液装置收回到移液针不接触反应容器的器壁的位置；以及
h)在垂直方向上从夹具保持的反应容器中提出移液针；以及
i)倾斜反应容器，并且因此至少在方法步骤e)到g)的执行期间，夹具将反应容器保持在倾斜的位置，并且因此反应容器的纵轴线相对于移液针的纵轴线是倾斜的。
反应容器的倾斜优选地在移液针垂直下降到由夹具保持的反应容器之前或在这期间生效。
根据本发明的分析仪优选地包括元件，该元件具有就垂直方向而言倾斜的表面，以及控制系统，控制系统进一步配置为使得反应容器的倾斜的位置由通过夹具在水平方向将反应容器抵靠元件的倾斜表面推动的移动运动实现。
具有就垂直方向而言倾斜的表面的元件可例如由简单平坦的壁状部件形成，该部件安装在夹具的路径上，例如安装在分析仪的基板上。可替代地，已经存在于分析仪的部件的一部分，诸如例如用于移液针的清洗站的外壁或站臂的臂脚，可容易地设计为倾斜表面。在任何一种情况下，必须选择倾斜表面，这样，引导反应容器到期望的倾斜的位置。实施方式优选地与可弹性变形的夹具的使用可结合，在该实施方式中，当以足够的力将反应容器向倾斜表面推动时，可能将反应容器从垂直位置移到倾斜的位置，并且在这个实施方式中，当反应容器从倾斜表面移开时，可将反应容器从倾斜的位置移回到垂直位置。
在自动分析仪的另一个实施方式中，用于反应容器的夹具包括可控制的接口，并且控制系统被进一步配置为使得反应容器的倾斜的位置由夹具的倾斜运动实现，夹具的倾斜运动由接头的运动实现。
附图说明
下文将借助附图阐明本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明的自动分析仪；
图2示出了根据本发明的移液操作。
在所有的附图中，同样的部件提供有同样的参考标号。
具体实施方式
图1示意性示出自动分析仪1，自动分析仪包括一些在图中出现的部件。在此，为了阐明自动分析仪1的基本功能，只以非常简化的方式描绘了最重要的部件，在此没有详细描绘每个部件的单独部件。
自动分析仪1设计为以完全自动的方式进行对血液或其他体液的非常广泛的不同分析，出于这个目的不要求使用者的活动。相反，要求使用者的干预限制在维护或修理和重新装填的任务，例如当试管需要被重新装填或者液体容器需要替换时。
患者样本经由轨运器上的供应轨道2供应至自动分析仪1。关于要为每个样本进行的分析的信息可例如通过条形码传输，条形码附在样本容器上并且在自动分析仪1中读取。借助第一移液装置3，样本等分通过移液针从样本容器移除。
样本等分供应至试管，试管同样没有详细描绘，试管在垂直位置上布置在培养单元5的容纳位置4中，培养单元调节到37℃。试管从试管存储容器6取出。包含各种试剂液体的试剂容器8保存在试剂容器存储容器7中，冷却到约8-10℃。为了将试剂液体转移到试管中，借助夹具11将试管从培养单元5取出，夹具11安装在旋转转移臂10上并且高度可调节，并将试管转移到具有就垂直方向而言倾斜约12°的表面的部件12。由于将试管抵靠部件12的倾斜表面推动，试管被引导到倾斜的位置。试剂液体通过第二移液装置9的移液针从试剂容器8移除并且分配到试管，为了提供反应体积，试管已经包含样本等分并且向部件12按压。夹具11将包含反应体积的试管运输回培养单元5，在容纳位置4放下。在培养时间之后，具有夹具的第二转移臂(未示出的)将包含反应体积的试管从培养单元5运输到光度测量单元13，在这里，测量反应容量的吸收。
提供清洗站14，用于清洗移液装置3、9的移液针。在每个移液操作之后，移动每个移液装置3、9到清洗站14；降低并清洗移液针。
整个过程由控制单元20控制，诸如经由数据电缆连接的计算机，例如由多个其他电子电路和自动分析仪1内的微处理器及其部件支持，没有详细绘出电子电路和微处理器。
图2为根据本发明在自动分析仪中转移液体体积的方法的几个步骤的示意表示，没有详细绘出。A部分示出了试管30，试管30由夹具11保持并且向具有表面13的部件12移动，表面13由于转移臂的运动就垂直方向而言倾斜12°，转移臂没有详细绘出，并且夹具11安装在转移臂上，以箭头的方向，也就是以水平的方式。移液针34(通过该移液针试剂液体体积已经从试剂容器移除)已经位于试管30的开口上方的位置。试管30向具有倾斜表面33的部件12移动直到挤压到倾斜表面33。这在B部分中示出。只有当试管30到达倾斜的位置，移液针34才会以垂直方向下降到由夹具11保持的试管30。如C部分所示，移液针34的垂直运动在移液针34不接触试管30的器壁的位置结束。之后，移液针34以水平方向移动直到移液针34的针尖接触试管30的内壁。如D部分所示，只有在这个位置，试剂液体由移液装置分配到试管30，也就是当移液针的针尖接触容器壁。只有在整个要转移的液体体积已经分配之后，如E部分所示，移液针34才会以水平的方向收回到移液针34不再接触试管30的器壁的位置。最后，移液针34以垂直方向移出由夹具11保持的试管30，如F部分所示，并且试管30运输回培养单元或直接回测量单元。
参考标志列表
1 分析仪
2 供应轨道
3 移液装置
4 容纳位置
5 培养单元
6 试管存储容器
7 试剂容器存储容器
8 试剂容器
9 移液装置
10 转移臂
11 夹具
12 具有倾斜表面的部件
13 测量单元
14 清洗站
20 控制单元
30 试管
33 倾斜的表面
34 移液针

Claims (12)

1.一种在分析仪(1)中转移液体体积的方法，所述分析仪(1)包括：移液装置(9)，安装在第一可移动转移臂上并且具有移液针(34)；和夹具(11)，安装在第二可移动转移臂(10)上并且用于反应容器(30)，所述方法包括以下步骤：
a)使用所述夹具(11)抓取反应容器(30)；
b)使用所述移液装置(9)从液体容器移除定义的液体体积；
c)将所述移液装置(9)移动到所述反应容器(30)上方的位置；
d)在垂直方向上将所述移液针(34)降低至由所述夹具(11)保持的所述反应容器(30)内，降低至所述移液针(34)不接触所述反应容器(30)的器壁的位置；
e)在水平方向上移动所述移液装置(9)，使得所述移液针(34)的针尖接触所述反应容器(30)的内壁；
f)将所述定义的液体体积分配到所述反应容器(30)内；
g)在水平方向上将所述移液装置(9)收回到所述移液针(34)不接触所述反应容器(30)的器壁的位置；以及
h)在垂直方向上将所述移液针(34)提出由所述夹具(11)保持的所述反应容器(30)，
其特征在于，至少在方法步骤e)到g)的执行期间，所述夹具(11)将所述反应容器(30)保持在倾斜的位置，并且因此所述反应容器(30)的纵轴线相对于所述移液针(34)的纵轴线是倾斜的，其中，在容纳位置(4)中从垂直的位置实施步骤a)中使用夹具(11)抓取所述反应容器(30)，并且通过所述夹具(11)在水平方向上抵靠倾斜表面(33)的移动运动来推动所述反应容器(30)，从而实现所述反应容器(30)的所述倾斜的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述倾斜的位置，所述反应容器(30)的纵轴线相对于所述移液针(34)的纵轴线倾斜5°到20°的角度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应容器(30)的纵轴线相对于所述移液针(34)的纵轴线倾斜9°到15°的角度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少在方法步骤d)到h)的执行期间，所述夹具(11)将所述反应容器(30)保持在所述倾斜的位置。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，用于所述反应容器(30)的所述夹具(11)设计为单件并且能够弹性地变形。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，在容纳位置(4)中从垂直的位置实施步骤a)中使用所述夹具(11)抓取所述反应容器(30)，并且通过所述夹具(11)的倾斜运动实现所述反应容器(30)的所述倾斜的位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，用于所述反应容器(30)的所述夹具(11)包括能够控制的接头。
8.一种自动分析仪(1)，包括：至少一个移液装置(9)，安装在第一可移动转移臂上并且具有移液针(34)；夹具(11)，安装在第二可移动转移臂(10)上并且用于反应容器(30)；多个用于反应容器(30)的容纳位置(4)，并且包括控制装置，配置为使得控制包括以下步骤的方法：
a)使用所述夹具(11)抓取反应容器(30)；
b)使用所述移液装置(9)从液体容器移除定义的液体体积；
c)将所述移液装置(9)移动到所述反应容器(30)上方的位置；
d)在垂直方向上将所述移液针(34)降低到由所述夹具(11)保持的所述反应容器(30)内，降低到所述移液针(34)不接触所述反应容器(30)的器壁的位置；
e)在水平方向上移动所述移液装置(9)，使得所述移液针(34)的针尖接触所述反应容器(30)的内壁；
f)将所述定义的液体体积分配到所述反应容器(30)内；
g)在水平方向上将所述移液装置(9)收回到所述移液针(34)不接触所述反应容器(30)的器壁的位置；以及
h)在垂直方向上将所述移液针(34)提出由所述夹具(11)保持的所述反应容器(30)；以及
i)倾斜所述反应容器(30)，并且因此至少在方法步骤e)到g)的执行期间，所述夹具(11)将所述反应容器(30)保持在倾斜的位置，并且因此所述反应容器(30)的纵轴线相对于所述移液针(34)的纵轴线是倾斜的，
其中，所述自动分析仪还包括元件(12)，该元件具有相对垂直方向倾斜的表面(33)，并且其中，所述控制装置还配置为使得通过所述夹具(11)在水平方向上抵靠所述元件(12)的倾斜的表面(33)的移动运动来推动所述反应容器(30)，由此实现所述反应容器(30)的所述倾斜的位置。
9.根据权利要求8所述的自动分析仪(1)，其中，在所述倾斜的位置，所述反应容器(30)的纵轴线相对于所述移液针(34)的纵轴线倾斜5°到20°的角度。
10.根据权利要求9所述的自动分析仪(1)，其中，在所述倾斜的位置，所述反应容器(30)的纵轴线相对于所述移液针(34)的纵轴线倾斜优选地为9°到15°的角度。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的自动分析仪(1)，其中，用于所述反应容器(30)的所述夹具(11)设计为单件并且能够弹性地变形。
12.根据权利要求8-10中任一项所述的自动分析仪(1)，其中，用于所述反应容器(30)的所述夹具(11)包括能够控制的接头，并且其中，所述控制装置还配置为使得通过所述接头的运动来实现所述夹具(11)的倾斜运动，通过所述夹具的倾斜运动来实现所述反应容器(30)的所述倾斜的位置。
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