CN107051596B - 增强塑料试管的耐划伤性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于自动分析仪器的消耗材料领域，并且涉及用于生产具有更强的耐划伤性的塑料试管的方法。

Description

增强塑料试管的耐划伤性的方法
技术领域
本发明涉及用于自动分析仪器的消耗材料领域，并且涉及用于生产具有更强的耐划伤性的塑料试管的方法。
背景技术
现代分析仪器，如在分析、法医学、微生物学和临床诊断学中常规使用的，能够实施多重检测反应和具有多重样品的分析。为了能够实施自动多重调查，需要用于测量试管的空间转移的多种自动操作设备、反应容器和试剂液容器，如具有抓握功能的传输臂、传送带或可旋转运输轮，以及用于液体传输的设备，如移液器。仪器包括中央控制单元，该中央控制单元通过适当软件能够十分独立地计划和执行期望分析的工作步骤。
在此类自动分析仪器中所使用的许多分析方法是基于光学方法的。依赖于光度(例如，比浊、浊度、荧光或发光计量)或辐射度测量原理的测量系统尤其广泛。这些方法在不必提供额外分离步骤时，确保在液体样本中分析物的定性和定量检测。通过将来自病人的一份体液，同时或按顺序与反应容器中的一个或多个检测试剂混合来重复实施临床相关参数(如分析物的浓度或活性)的确定，藉此引发生化反应，该生化反应造成检验混合物的光学特性的可测量变化。
测量结果转而由测量系统传输至存储单元并评估。分析仪器随后经由输出媒介(如监测器、打印机或网络连接)发送具体样品数据至用户。
在最简单的情况下，在光学测量方法的辅助下输送和最终分析的测量试管(其中提供检验混合物)，是以单个单元的形式的，并且通常由透明塑料组成。测量试管一般为一次性的，即他们提供为单次使用物品，从而可消除与其相关的清洁和污染风险。然而，由于甚至最小波动(例如，壁厚、直径、表面质量或塑料复合物的波动)影响测量试管的光学特性，因而损害光学分析的精度，所以对测量试管的质量有最高要求。
现代分析仪器可实现高达每小时几百个单独分析的分析量。由于每个单独分析需要一个测量试管，测量试管的需求相应很高。因此，在分析仪器中，经常提供测量试管的存储容器，该存储容器可以散货的形式存放较多数量的测量试管。散货通常由使用人员以塑料袋输送，并放置于分析仪器的存储容器内。各种类型的分离机制确保试管被连续从存储容器移除，从而随后可用于所计划的分析。例如，在US-A1-2014/0295563中描述用于试管的此类存储容器和具体分离机制。
然而，由于测量试管以散货形式储存和运输，试管持续地相互摩擦，因而单个试管的外表面可划伤。但是，划伤的表面可导致非期望光学效果，具体而言在散射光测量的情况下，严重损害光学分析的精度。
这个问题在现有技术中以不同方式解决。一种可能性为调整试管的设计，从而其中实施光学测量的试管区域，即，测量窗，配备有保护性高架，从而至少保护测量窗区域的表面不被划伤。另一可能性为使用显著更加抗划伤性的塑料，如环烯烃共聚物，而非通常使用的聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯塑料。
然而，已知的解决方法具有劣势，即它们的成本相对过高。具有复杂结构的试管的制备以及较高价值塑料的使用在一些情况下以数量级增加了生产成本。
发明内容
因此，本发明的目的是寻找最简单并且成本效益高的方式和方法，使用该方法可增强传统塑料试管的抗划伤性，从而它们可以散货形式存储和运输，而不损害它们在光学分析中使用的稳定性。
根据本发明来实现该目的，其中仅仅由透明塑料组成的测量试管的外表面才与包括至少一种表面活性剂的液体相接触，并随后干燥。可替换地，由透明塑料组成的测量试管的外表面可与甘油三酯相接触，并且可随后干燥。
因此，本发明涉及用于增强由透明塑料组成的测量试管的抗划伤性的方法，其中，仅仅测量试管的外表面与包括至少一种表面活性剂的液体或甘油三酯相接触，并随后干燥。
已发现传统的测量试管由例如透明的聚甲基丙烯酸甲酯或由聚苯乙烯组成，在根据本发明处理后，更加耐磨损，因此具有更强的抗划伤性。根据本发明用于增强抗划伤性的方法不仅而且尤其适用于由透明聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯组成的测量试管。
在本发明的上下文中，术语“测量试管”理解为意指具有围壁和用于容纳待分析液体的开口的大体上管状的容器。管体的横截面可具有不同的形状，例如圆形、多边形、矩形、方形等。还可沿管状物的纵轴设置两个或更多个具有不同横截面形状的部分。例如在EP-A2-2698626中描述此类测量试管。术语“试管”暗指提供测量试管用于待分析液体的光学分析。在本发明的上下文中，测量试管具有至少1mm的层厚度。
在本发明的上下文中，术语“测量试管的外表面”理解为意指试管围壁的外表面，而测量试管的内表面形成设置用于容纳待分析液体的内腔。
可以各种方式(例如，浸渍、喷洒、喷涂、滚涂)实施测量试管的外表面与包括至少一种表面活性剂的液体或与甘油三酯的接触。
同样地，测量试管的外表面可随后以不同方式干燥。由于其简单性，优先考虑空气干燥。
优选地，测量试管的外表面与包括至少一种非离子的、一种阴离子的、一种阳离子的或一种两性的表面活性剂的液体相接触。
优选的非离子表面活性剂为脂肪醇烷氧化物，优选地，来自聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单月桂酸酯(商品名：Tween 20)和聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单油酸酯(商品名：Tween80)组中的脂肪醇烷氧化物。
与测量试管的外表面相接触的液体中Tween 20的优选浓度为体积的百分之0.5至2。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，甚至浓度为体积的百分之0.5的Tween 20也是适用的。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为体积的至少百分之1的Tween 20也适用。
在与测量试管的外表面相接触的液体中Tween 80的优选浓度为体积的百分之0.5至2。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，甚至浓度为体积的百分之0.5的Tween 80也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为体积的至少百分之1的Tween 80也适用。
其他优选的非离子表面活性剂为烷基酚乙氧基化物，优选地来自4(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基聚乙二醇(商品名:Triton X-45)、辛苯聚醇-9(商品名：Triton X-100)和壬基酚聚氧乙烯醚(商品名：Tergitol NP-9)组中的烷基酚乙氧基化物。
与测量试管的外表面相接触的液体中Triton X-45的优选浓度为体积的百分之0.5至3.5。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，优选地浓度为体积的百分之0.5至2的Triton X-45也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，优选地浓度为体积的百分之3至3.5的Triton X-45也适用。
与测量试管的外表面相接触的液体中Triton X-10的优选浓度为体积的百分之0.5至2。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，甚至浓度为体积的百分之0.5的Triton X-100也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为体积的至少百分之1的TritonX-100也适用。
在与测量试管的外表面相接触的液体中Tergitol NP-9的优选浓度为体积的百分之0.5至2。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，甚至浓度为体积的百分之0.5的Tergitol NP-9也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为体积的至少百分之1.5的Tergitol NP-9也适用。
其他优选的非离子表面活性剂为烷基糖苷，优选地来自苄基乙二醇(1,1,3,3-四甲基丁基苯基)醚(商品名：Triton CF-10)和聚氧乙烯聚氧丙烯叔-C12-13烷基胺(商品名：Triton CF-32)组的烷基糖苷。
与测量试管的外表面相接触的液体中Triton CF-10优选浓度为体积的百分之0.5至2。
与测量试管的外表面相接触的液体中Triton CF-32的优选浓度为体积的百分之0.5至2。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，甚至浓度为体积的百分之0.5的Triton CF-32也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为体积的至少百分之1的TritonCF-32也适用。
优选的阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或硬脂酸钠。
与测量试管的外表面相接触的液体中十二烷基硫酸钠的优选浓度为重量的百分之0.5至2。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，甚至浓度为重量的百分之0.5的十二烷基硫酸钠也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为重量的至少百分之1的十二烷基硫酸钠也适用。
与测量试管的外表面相接触的液体中硬脂酸钠的优选浓度为重量的百分之0.5至2。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，甚至浓度为重量的百分之0.5的硬脂酸钠也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为重量的至少百分之1的硬脂酸钠也适用。
优选的阳离子表面活性剂为二硬脂基二甲基氯化铵或季铵酯。
与测量试管的外表面相接触的液体中二硬脂基二甲基氯化铵的优选浓度为重量的百分之0.5至2。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，甚至浓度为重量的百分之0.5的二硬脂基二甲基氯化铵也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为重量的至少百分之1的二硬脂基二甲基氯化铵也适用。
优选的两性表面活性剂为月桂基磺基甜菜碱。
与测量试管的外表面相接触的液体中月桂基磺基甜菜碱优选浓度为重量的百分之1至3.5。为增强由聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管的抗划伤性，优选地浓度为重量的百分之1至2的月桂基磺基甜菜碱也适用。为增强由聚苯乙烯构成的测量试管的抗划伤性，浓度为重量的至少为百分之3至3.5的月桂基磺基甜菜碱也适用。
根据本发明的方法的进一步实施方式，测量试管的外表面与包括两个或更多个上文所述的表面活性剂(优选地为烷基糖苷组中的至少一种表面活性剂和脂肪醇烷氧化物组中的至少一种表面活性剂的组合)的液体相接触。
优选地，与测量试管的外表面相接触的液体由水和至少一种表面活性剂或两个或更多种表面活性剂组成，即，除水和表面活性剂外，液体不包括其他的重要成分。
优选地，液体的水组分为去除矿物质的、去离子的或蒸馏的水。这导致在干燥后，没有非期望残留物滞留于测量试管的表面。
在根据本发明的方法的十分不同的变体中，测量试管的外表面与甘油三酯相接触。
优选的甘油三酯为植物脂或油，具体而言为椰子脂。
本发明还提供通过根据本发明的方法获取的、由透明塑料，优选为透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯构成的测量试管。根据本发明的测量试管的外表面涂覆有一种或多种表面活性剂或涂覆有甘油三酯。根据本发明的测量试管具有相比传统测量试管更强的抗划伤性。
本发明还提供由多个根据本发明的测量试管组成的散货。在本发明的上下文中，术语“散货”理解为意指单个测量试管可相对彼此自由移动，并且不固定于某个位置。优选地，根据本发明的散货由10至1000个测量试管组成。
优选地，散货包含在容器内，例如在塑料袋内，例如用于运输或用于存储或储备。因此，本发明还提供包括根据本发明的散货的容器。
本发明进一步涉及用于提供由多个测量试管组成的散货的方法，所述测量试管由透明塑料组成。方法包括以下步骤：
a.形成多个由透明塑料构成的单个测量试管；随后，
b.仅仅将每个测量试管的外表面与包括至少一种表面活性剂的液体或与甘油三酯相接触；随后，
c.干燥每个测量试管的外表面；
d.将测量试管放置于运输容器内。
例如，单个测量试管可由传统的注射成型工艺形成。优选地，测量试管由聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯形成。
仅仅将每个测量试管的外表面与包括至少一种表面活性剂的液体或与甘油三酯相接触，并随后干燥每个测量试管的外表面并不一定但应当尽可能地在形成测量试管之后立即实施，从而在可能的最早阶段阻止划痕的形成。但是，在任何情况下，为了阻止在可移动试管之间产生更强的磨损(具体而言，在将测量试管倒入运输容器内期间，以及在测量试管以散货形式运输的期间)，应当在将测量试管放置于运输容器内之前，实施表面处理。
本发明进一步涉及在用于液体光学分析的方法中，根据本发明的测量试管的使用，其中，待分析的液体存在于根据本发明的测量试管中。液体可为人类或动物体液，如血液、血浆、血清、唾液、分泌物、支气管肺泡灌洗液、淋巴液、滑膜液、精液、羊膜液、尿液、脑脊液、母乳或毛发提取物、皮肤或组织样本。此外，液体可为细胞培养样品、植物液、水和废水样品、食物或药剂。为了使分析物可使用检测方法或移除干扰样品成分，如果适当，样品必须预先处理。另外，液体可当然采取检验混合物的形式，即具有一种或多种检验试剂的样品的混合物。在此类检验混合物中，可发生生化反应，导致检验混合物的光学特性(与待确定的分析物相关)的可测量变化。
本发明进一步涉及用于在自动分析仪器中液体的光学分析的方法，其中，分析仪器包括存储容器(包括多个以散货形式的根据本发明的测量试管)。为此目的，该方法包括以下步骤：
a.从存储容器自动提取单个测量试管；
b.将测量试管放置于容纳位置；
c.将测量试管填满液体；
d.使用光照照射位于测量试管内的液体；并且，
e.测量液体所吸收和散射的光的量。
从存储容器自动提取单个测量试管可通过任何传统分离机制的方式达到。将测量试管放置于容纳位置内可能已经通过分离机制实现，或例如，提供有自动移动传输臂(具有试管抓取设备，该设备可抓取单个试管、将其运输至期望目标位置以及将其安放于容纳位置处)。优选地，使用连接至可自动移动或转动的传输臂的移液器，实施为将测量试管填满液体(例如待分析液体以及一种或多种检验试剂)。位于测量试管内的液体可使用光照照射，并且液体所吸收或散射的光的量可以各种已知方式测量。
本发明进一步涉及自动分析仪，该自动分析仪包括至少一个用于对测量试管内的液体光学分析的光学测量单元、至少一个包括多个散货形式的测量试管的存储容器、至少一个用于将单个测量试管从存储容器自动提取以及将测量试管放置于容纳位置的设备，其中根据本发明的多个测量试管以散货形式存在于存储容器内。
具体实施方式
以下工作实例旨在以实例方式示出本发明，并不应当理解为限制性的。
实例1：根据本发明的测量试管的制备
为制备含表面活性剂的液体，使用根据表1的活性剂。
表1：所使用活性剂
Figure BDA0001144102530000101
Figure BDA0001144102530000111
称出固体形式的表面活性剂的规定量，使用计量管量出液体形式的表面活性剂的规定量，并且在每种情况下，溶化于蒸馏水内，从而水溶液以规定表面活性剂浓度(体积百分比[％(v/v)]或重量百分比[％(w/w)])获取。
由聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯组成的商用管状测量试管(圆形横截面、内径7mm、壁厚0.7mm、高度30.5mm)，每个短暂浸渍于含表面活性剂的液体中(约0.5至2秒)，其开口正面朝上，从而外表面用液体浸湿至试管上边缘的下方，并且没有液体能够进入测量试管的内部。在提取液体之后，试管放置在一张吸水纸上，其开口正面朝下，并且在室温下干燥至少20-40分钟。
实例2：确定根据本发明的测量试管的抗划伤性
在磨损实验中测试根据实例1制备的测量试管。为此，两个涂层一致的试管，即，使用相同的含表面活性剂的溶液处理，每个无张力地固定于检验设备的两个底座内，并且一个布置于另一个上方，从而试管的表面在磨损测试中平面平行。高处试管的底座设计为固定的；低处试管的底座布置于可水平移动的样品桌上。在磨损检验期间，高处试管放低至低处试管上，并且生成20N的检验力(根据实际载荷的估测，大约1N的力会造成外观上的划痕)。对于样品桌(低处试管布置于其上)，设定大约10mm的行进路径，低处试管以同一方向，以20N的检验力两次穿过高处试管。因此，在高处和低处试管表面上生成的摩擦痕迹由光显微镜检查，由研究人员评估相比无涂层的试管更强的抗划伤性和其导致的更好的耐磨性。
观察到由于摩擦接触导致在高处的固定试管表面上的具有广泛扩散的分层涂抹区域，而另一方面在低处的移动试管中，在行进方向上形成线形的磨损标记(从细线至表面的宽条纹状损坏)。基于这些特点，完成相比无涂层试管的抗磨损性(抗划伤性)提高的定性预估。使用以下质量评估：
“+++”代表对抗磨损性“很好的”提升；
“++”代表对抗磨损性“好的”提升；
“+”代表对抗磨损性“中等”提升；
“-”代表对抗磨损性“无”提升。
在表2和3中示出各种经涂覆的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯试管的抗磨损性的定性预估的结果。
表2：经涂覆的聚甲基丙烯酸甲酯试管的抗磨损性的定性预估
Figure BDA0001144102530000121
Figure BDA0001144102530000131
表2表明，每个含表面活性剂的液体经检验后，获得了聚甲基丙烯酸甲酯试管的表面抗划伤性的提高。
表3：经涂覆的聚苯乙烯试管的抗磨损性的定性预估
Figure BDA0001144102530000132
Figure BDA0001144102530000141
表3表明，每个含表面活性剂的液体经检验后，获得了聚苯乙烯试管的表面抗划伤性的提高。

Claims (20)

1.一种用于增强由来自聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的组的透明塑料组成的测量试管的抗划伤性的方法，其中，仅仅所述测量试管的外表面与液体相接触，并随后干燥，其特征在于，所述液体由水和一种或多种表面活性剂组成，其中，所述液体包括至少一种非离子表面活性剂、一种阴离子表面活性剂、一种阳离子表面活性剂或一种两性表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非离子表面活性剂为脂肪醇烷氧化物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非离子表面活性剂为烷基酚乙氧基化物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非离子表面活性剂为烷基糖苷。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或硬脂酸钠。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阳离子表面活性剂为二硬脂基二甲基氯化铵或季铵酯。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两性表面活性剂为月桂基磺基甜菜碱。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述液体包括两种或更多种表面活性剂。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述非离子表面活性剂来自聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯和聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯的组。
10.根据权利要求3所述的方法，其中，所述非离子表面活性剂来自4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基聚乙二醇、辛苯聚醇-9和壬基酚聚氧乙烯醚的组。
11.根据权利要求4所述的方法，其中，所述非离子表面活性剂来自苄基聚乙二醇(1,1,3,3-四甲基丁基苯基)醚和聚氧乙烯聚氧丙烯叔-C12-13烷基胺的组。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述液体包括至少一种烷基糖苷和至少一种脂肪醇烷氧化物。
13.一种能够通过根据权利要求1-12中任一项所述的方法获得的、由来自聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的组的透明塑料构成的测量试管。
14.一种由多个根据权利要求13所述的测量试管组成的散货。
15.一种由10至1000个根据权利要求13所述的测量试管组成的散货。
16.一种包括根据权利要求14或15所述的散货的容器。
17.一种用于提供由多个测量试管组成的散货的方法，所述测量试管由透明塑料组成，所述方法包括以下步骤：
a. 形成多个由来自聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的组的所述透明塑料构成的单个测量试管；随后，
b. 仅仅将每个测量试管的外表面与由水和一种或多种表面活性剂组成的液体相接触，其中，所述液体包括至少一种非离子表面活性剂、一种阴离子表面活性剂、一种阳离子表面活性剂或一种两性表面活性剂；随后，
c. 干燥每个测量试管的所述外表面；
d. 将所述测量试管放置于运输容器内。
18.一种用于液体的光学分析的方法，其中，所述液体存在于已经根据权利要求1-12中任一项处理的、由透明塑料组成的测量试管内。
19.一种用于在自动分析仪器中的液体的光学分析的方法，所述自动分析仪器具有存储容器，所述存储容器包括多个散货形式的、根据权利要求13所述的测量试管，所述方法包括以下步骤：
a. 从所述存储容器自动提取单个测量试管；
b. 将所述测量试管放置于容纳位置；
c. 将所述测量试管填满液体；
d. 使用光照照射位于所述测量试管内的所述液体；并且，
e. 测量所述液体所吸收和散射的光的量。
20.一种自动分析仪器，包括至少一个用于对测量试管内的液体光学分析的光学测量单元、至少一个包括多个散货形式的测量试管的存储容器、至少一个用于从所述存储容器自动提取单个测量试管以及将所述测量试管放置于容纳位置的设备，其特征在于，多个根据权利要求13所述的测量试管以散货形式存在于所述存储容器内。
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