CN107179414A - 用于混合自动分析仪中液体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于自动分析仪领域，且涉及用于混合液体容器中的液体的方法。用于自动混合的装置包括振动设备(13)和夹持器(11)，该夹持器通过柔性连接元件(36)连接到传送臂(10)且用于容纳液体容器(30)。夹持器(11)和振动设备(13)的耦合通过为此而设置的能够偏心移动的耦合销(33)和耦合孔(34)实现。

Description

用于混合自动分析仪中液体的方法
技术领域
本发明属于自动分析仪领域，且涉及用于混合液体容器中液体的方法。
背景技术
如例行用于分析学、法医学、微生物学和临床诊断中那样，当前的分析仪能够对多个样品实行多个检测反应和分析。为了能够以自动的方式实行多个检查，需要用于测量元件、反应容器和试剂液体容器的空间传送的各种自动操作的装置，例如，带有夹持器功能的传送臂，运输皮带或可旋转的运输轮，以及用于传送液体的装置，例如移液装置。机器包括中央控制单元，通过合适的软件，中央控制单元能够很大程度上独立地计划并完成用于期望的分析的工作步骤。
在以自动的方式操作的这种分析仪中使用的许多分析方法是基于光学方法。基于光度的(例如，比浊的、浊度的、荧光的或发光的)或辐射度的测量原理的测量系统尤其普遍。这些方法能够定性并定量检测液体样品中的分析物，而不必提供额外的分离步骤。临床相关的参数(例如，分析物的浓度或活性)的确定常常凭借患者的体液的等分与反应容器中的一种或多种试剂液体同时混合或依次混合来实施，结果发生生化反应，这带来测试制备的光学性质的可测量变化。
测量结果进而通过测量系统转送到存储器单元中并被评估。随后，分析仪通过输出介质(例如，监测器、打印机或网络连接)向使用者供应样品专用测量值。
对于液体容器的空间传送，常提供用于夹持、握住并释放液体容器的夹持器，所说的夹持器通过柔性连接元件连接到可水平和垂直移动的传送臂。EP-A2-2308588描述了用于传送液体容器，尤其用于传送自动分析仪内的管状反应容器(试管)的装置。该装置包括被动的、可弹性变形的夹持器以用于液体容器的力配合的抓取和保持，且该装置适于容纳放置在容纳位置的单个试管，将所说的试管运输到目标位置并在另外的容纳位置中将其在那里放下。
此外，常常需要混合液体容器中所含的液体。为了实现精确的测量结果，例如需要均匀地混合反应混合物，也就是说，待分析的样品液体(例如，血液、血浆、血清、尿等)与一种或多种试剂液体(例如，抗体溶液等)的混合物。同样地，在使用之前可需要混合包含可沉淀内容物(例如，微粒固相，例如覆盖有抗体的乳胶颗粒)的试剂液体以使得形成均一的溶液。
为此，EP-A2-2308588的图1描述了具有围绕垂直旋转轴线可移动的耦合销的振动设备。对于液体容器中液体样品的混合，描述了包括如下步骤的方法：
a.通过夹持器容纳液体容器，夹持器通过柔性连接元件固定到可自动移动的传送臂，其中夹持器具有耦合孔；然后
b.使具有液体容器的夹持器移位到振动设备；然后
c.在夹持器和振动设备之间产生连接，其中通过振动设备的耦合销插入在与耦合销的旋转轴线共轴的方向上设置在夹持器上的耦合孔中来实现该连接；且然后
d.移动耦合销。
耦合销在圆形路径上偏心移动，并迫使解耦的夹持器且因此迫使液体容器和其中所含的液体进行所述的圆周移动，由此实施所含液体的混合。
理论上，夹持器与旋转的耦合销同步移动。然而，实际上，观察到由于接触销与耦合孔的内壁失去接触，可能会至少暂时消除振动设备的耦合销和夹持器的耦合孔之间的接触或耦合。当随后恢复接触时，可出现短暂的震动，这同样对混合过程产生不利的影响。
具体地，耦合孔的开口通常稍大于接合到其中的耦合销的头端，使得在耦入过程期间，可以省去在耦合销上方对耦合孔的高度精确定位，这样的高精度定位会明显放慢整个混合过程。相对于由耦合销和耦合孔组成的耦合机构的较窄的制造公差将导致磨耗和磨损增加，因此需要更频繁地更换所涉及的零件，这会进而导致用于自动分析仪的维修费用增加。
由于暂时消除耦合销和耦合孔之间的接触，可出现如下情况：没有根据需要来混合液体样品，且因此，产生错误的测量结果。
发明内容
因此本发明所基于的问题在于改善前言中所描述的用于混合液体容器中液体的自动方法，使得混合过程均匀地发生，也就是说，没有不期望的中断，从而实现期望的混合结果。
该目的根据本发明实现，因为在振动设备的耦合销插入设置在夹持器上的耦合孔中后，夹持器或振动设备在使得耦合销运动之前首先垂直于可移动的耦合销的旋转轴线移位。
这具有如下效果：在夹持器中耦合孔的内壁和耦合销之间生成预紧力，该预紧力加强耦合销和夹持器之间的接触，使得在随后的混合过程期间防止耦合销跳出耦合孔。这具有如下效果：混合过程均匀地发生，也就是说，没有不期望的中断，且因此，避免了由不适当混合反应混合物或试剂液体而产生的错误测量结果。
因此，本发明涉及用于混合液体容器中的液体的方法，该方法包括如下步骤：
a.通过夹持器容纳液体容器，夹持器通过柔性连接元件固定到可自动移动的传送臂，其中夹持器具有耦合孔；然后
b.使具有液体容器的夹持器移位到具有耦合销的振动设备，其中该耦合销能够围绕垂直旋转轴线移动；然后
c.在夹持器和振动设备之间产生连接，其中通过振动设备的耦合销插入在与耦合销的旋转轴线共轴的方向上设置在夹持器上的耦合孔中来实现该连接；且然后
d.移动耦合销；
其中，在步骤c)中将振动设备的耦合销插入设置在夹持器上的耦合孔中后，在使耦合销运动之前，夹持器或振动设备垂直于可移动耦合销的旋转轴线移位。
夹持器优选通过夹持器固定至其的传送臂的水平移位相对于可移动的耦合销的旋转轴线垂直移位。如果振动设备被安装成静止的，该实施例特别有利。然而，明显可设置可水平移动的振动设备，该振动设备可水平移动且因此相对于可移动耦合销的旋转轴线垂直移位。
在使耦合销运动之前，夹持器或振动设备优选相对于可移动耦合销的旋转轴线垂直移位，直到耦合孔的内壁对耦合销施加横向力。
该方法尤其适于混合待分析的液体，例如，体液，诸如血液、血浆、血清、尿、羊水等，废水样品、细胞培养上清液；试剂液体的混合，也就是说，包含用于一种或多种分析物的检测的一种或多种物质的液体，例如，抗体溶液、色素溶液等，或反应混合物的混合，也就是说待分析的液体与一种或多种试剂液体的混合物。
液体容器可例如为包含待分析的液体的原始样品容器，例如血液取样管，或反应容器，例如透明的管状试管，在试管中原始样品与一种或多种试剂混合以形成反应混合物，其然后在测量站中测量，或包含液体的试剂液体容器，液体包含用于检测一种或多种分析物的一种或多种物质。试剂液体容器还可具有多腔形式，且可包含多种不同的试剂液体。
固定到可自动移位的传送臂的夹持器优选为用于将液体容器从第一容纳位置传送到第二容纳位置中的装置的一部分。夹持器可为机械的、磁性的、气动的或粘连的夹持系统的一部分。机械夹持器可为单指、双指或多指夹持器的形式，且可具有刚性的、铰接的或弹性的设计。夹持器优选为用于利用非强制锁定作用夹持并握住液体容器的被动夹紧夹持器。所述的夹紧夹持器可具有不能分割的且可弹性变形的形式。
在根据本发明的方法的优选实施例中，被动夹持器用于利用非强制锁定作用夹持并握住液体容器。夹持器可具有不能分割的且可弹性变形的形式。夹持器优选处于受应力状态，使得当其利用足够的力压靠液体容器时，出现速动效果，且夹持器打开、夹持并保持液体容器。相反地，仅当夹持器利用足够的力远离固定的液体容器移动时，夹持器再次打开，并释放液体容器。
设置用于将夹持器固定到可自动移位的传送臂的柔性连接元件具有如下效果：振动设备的移动主要传输到液体容器而不是传送臂。为此，柔性连接元件优选由弹性和/或阻尼材料组成，例如，弹性体、聚氨酯橡胶、天然橡胶、橡胶、泡沫材料或弹簧钢。柔性连接材料可具有不能分割的形式或由多个独立的单独元件组成。
振动设备具有围绕垂直旋转轴可移动并通过电机驱动的耦合销。耦合销优选在水平面中的圆形路径上移动。为此，耦合销可连接到围绕垂直旋转轴可移动的板。用于耦合销的移动的典型的频率在每秒30至70转之间。
振动设备的耦合销优选具有球形头端部。这使得利用特别低的摩擦耦合到夹持器中互补的耦合孔。耦合销可由不同的材料组成，优选塑料或金属。
设置在夹持器上的耦合孔优选具有与耦合销的形状互补的形状，优选半球形或圆柱形形状。在最简单的实施例中，耦合孔为夹持器中对应的钻孔。
本发明的另外的主题是自动分析仪，其具有
i)用于传送液体容器的装置，包括可水平和垂直移动的传送臂和夹持器，夹持器通过柔性连接元件连接到传送臂且用于夹持、保持和释放液体容器，其中夹持器具有耦合孔，
ii)多个容纳位置，其用于在不同情况下容纳一个液体容器，
iii)振动设备，其具有围绕垂直旋转轴线可移动的耦合销，且
iv)具有控制装置，其被配置成控制根据本发明的用于混合液体容器中液体的上述方法。
特别地，根据本发明的自动分析仪的控制装置被配置成控制用于混合液体容器中的液体的方法，该方法包括如下步骤：
a.通过夹持器容纳来自容纳位置的液体容器；然后
b.使具有液体容器的夹持器移位到振动设备；然后
c.在夹持器和振动设备之间产生连接，其中通过振动设备的耦合销插入在与耦合销的旋转轴线共轴的方向上设置在夹持器上的耦合孔中来实现该连接；且然后
d.移动耦合销；
且其中在步骤c)中将振动设备的耦合销插入设置在夹持器上的耦合孔中后，在使耦合销运动之前，夹持器或振动设备首先垂直于可移动的耦合销的旋转轴线移位。
以上进一步描述的用于根据本发明的方法的实施例和优点类似地适用于根据本发明的分析仪。
在自动分析仪的一个实施例中，振动设备的耦合销连接到围绕垂直旋转轴线可移动的板。
在自动分析仪的另外的实施例中，振动设备的耦合销具有球形头端部。
在自动分析仪的另外的实施例中，设置在夹持器上的耦合孔具有半球形或圆柱形形状。
用于传送液体容器的装置优选被设置用于传送来自包括反应容器和试剂液体容器的组的液体容器。
自动分析仪的另外的实施例额外地配备成具有培养设备，培养设备具有用于不同情况下的一个反应容器的多个容纳位置，且具有容纳设备，其分配到测量站并具有用于不同情况下的一个反应容器的多个容纳位置。在步骤a)中通过夹持器容纳来自容纳位置的液体容器是容纳来自培养设备的容纳位置的填充有反应混合物的反应容器，且该类型分析仪的控制装置还被配置成使得在反应容器中的反应混合物混合之后，反应容器通过用于传送液体容器的装置传送到分配至测量站的接收设备的容纳位置中。在此，可以进行反应混合物的测量而没有由不充分的混合引起的测量误差的风险。
附图说明
以下，在附图的基础上解释本发明。
详细地：
图1示出根据本发明的自动分析仪；
图2示出用于混合试管中的反应混合物的装置。
在所有的图中相同的零件通过相同的参考标号表示。
具体实施方式
图1是带有其中所包含的一些部件的自动分析仪1的示意图。这里，以大大简化的方式示出仅最重要的部件以便解释自动分析仪1的基本功能，而不详细描述每个部件的单独零件。
自动分析仪1被具体体现为以完全自动的方式对血液或其它体液实行不同类型的分析，而这不需要通过使用者的活动。相反，使用者的必要的干预仅限于维护或修理以及再填充工作，例如，如果试管需要再填充或液体容器需要替换。
患者样品经由未详细描述的托架上的馈送轨道2馈送到自动分析仪1。关于对每个样品的待实施的分析的信息可例如通过条形码传送，条形码附着到样品容器并在自动分析仪1中读取。在第一移液装置3的帮助下，样品等分通过移液针从样品容器中去除。
样品等分同样馈送到试管(未更详细描述)，其装置在温度控制为37℃的可旋转的培养设备5的容纳位置4中。从试管存储容器6中去除试管。带有各种试剂液体的试剂容器8储存在试剂容器存储容器7中，试剂容器存储容器7冷却到约8-10℃。试剂液体通过第二移液装置9的移液针从试剂容器8中取出并进入用于提供反应混合物的试管中，试管已经包含样品等分。通过传送臂10，带有反应混合物的试管利用夹持器11从培养设备5的容纳位置4中取出并传送到振动设备13(在图2中未更详细地示出)以用于混合反应混合物。在完成混合过程之后，试管向前运输到用于光度测量站12的可旋转的容纳装置15的容纳位置14中，在光度测量站处测量反应混合物的吸收。
整个过程通过例如计算机等控制单元20控制，例如，通过数据线连接的计算机，该计算机通过自动分析仪1和其部件内的多个另外的电子电路和微处理器(没有更详细描述)支持。
图2示出通过柔性连接元件36固定到可自动移位的传送臂10的夹持器11，夹持器保持装有反应混合物的试管30。通过垂直降低传送臂10，夹持器11定位在振动设备13的上方。振动设备13由电机31组成，其具有带有偏心耦合销33的板32。夹持器11被定位成使得耦合销33利用球形头端部基本中心地插入设置在夹持器11上的耦合孔34中。在通过板32的旋转使耦合销33运动之前，夹持器11通过传送臂10的水平移动相对于可移动的耦合销33的旋转轴线35垂直移位，直到耦合销33与耦合孔34的内侧接触，且因此在耦合孔34的内壁和耦合销33之间生成预紧力/横向力，该预紧力/横向力加强耦合销33和夹持器11之间的接触。这样，在随后的混合过程期间防止耦合销33跳出耦合孔34，且混合过程可以均匀地发生且没有不期望的中断。
参考标号列表
1 分析仪
2 馈送轨道
3 移液装置
4 容纳位置
5 培养设备
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 传送臂
11 夹持器
12 测量站
13 振动设备
14 容纳位置
15 容纳装置
20 控制单元
30 试管
31 电机
32 板
33 耦合销
34 耦合孔
35 旋转轴线
36 柔性连接元件

Claims (10)

1.一种用于混合液体容器(30)中的液体的方法，所述方法包括如下步骤：
a.通过夹持器(11)容纳所述液体容器(30)，所述夹持器通过柔性连接元件(36)固定到能够自动移动的传送臂(10)，其中所述夹持器(11)具有耦合孔(34)；然后
b.将具有所述液体容器(30)的所述夹持器(11)移位到振动设备(13)，所述振动设备具有能够围绕垂直旋转轴线(35)移动的耦合销(33)；然后
c.在所述夹持器(11)和所述振动设备(13)之间产生连接，其中通过将所述振动设备(13)的所述耦合销(33)插入所述耦合孔(34)中实现所述连接，所述耦合孔(34)在与所述耦合销(33)的所述旋转轴线(35)共轴的方向上设置在所述夹持器(11)上；且然后
d.移动所述耦合销(33)；
其特征在于，
在步骤c)中将所述振动设备(13)的所述耦合销(33)插入设置在所述夹持器(11)上的所述耦合孔(34)之后，在使所述耦合销(33)运动之前，所述夹持器(11)或所述振动设备(13)首先垂直于能够移动的所述耦合销(33)的所述旋转轴线(35)移位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在使所述耦合销(33)运动之前，所述夹持器(11)或所述振动设备(13)相对于能够移动的所述耦合销(33)的所述旋转轴线(35)垂直移位，直到所述耦合孔(34)的内壁对所述耦合销(33)施加横向力。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述传送臂(10)的水平移位，所述夹持器(11)相对于能够移动的所述耦合销(33)的所述旋转轴线(35)垂直移位。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法用于混合来自体液和反应混合物的组的液体。
5.一种自动分析仪(1)，具有
i)用于传送液体容器的装置，该装置包括能够水平和垂直移动的传送臂(10)和夹持器(11)，所述夹持器通过柔性连接元件(36)连接到所述传送臂(10)且用于夹持、保持和释放液体容器(30)，其中所述夹持器(11)具有耦合孔(34)，
ii)多个容纳位置(4)，用于在不同情况下容纳一个液体容器(30)，
iii)振动设备(13)，具有能够围绕垂直旋转轴线(35)移动的耦合销(33)，以及
iv)具有控制装置，配置成控制用于混合液体容器(30)中的液体的方法，所述方法包括如下步骤：
a.通过所述夹持器(11)容纳来自所述容纳位置(4)的液体容器(30)；然后
b.将具有所述液体容器(30)的所述夹持器(11)移位到所述振动设备(13)；然后
c.在所述夹持器(11)和所述振动设备(13)之间产生连接，其中通过将所述振动设备(13)的所述耦合销(33)插入所述耦合孔(34)中实现所述连接，所述耦合孔(34)在与所述耦合销(33)的所述旋转轴线(35)共轴的方向上设置在所述夹持器(11)上；且然后
d.移动所述耦合销(33)；
其特征在于，
在步骤c)中将所述振动设备(13)的所述耦合销(33)插入设置在所述夹持器(11)上的所述耦合孔(34)中后，在使所述耦合销(33)运动之前，所述夹持器(11)或所述振动设备(13)首先垂直于能够移动的所述耦合销(3)的所述旋转轴线(35)移位。
6.根据权利要求5所述的自动分析仪(1)，其特征在于，所述振动设备(13)的所述耦合销(33)连接到能够围绕垂直旋转轴线(35)移动的板(32)。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的自动分析仪(1)，其特征在于，所述振动设备(13)的所述耦合销(33)具有球形头端部。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的自动分析仪(1)，其特征在于，设置在所述夹持器(11)上的所述耦合孔(34)具有半球形或圆柱形形状。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的自动分析仪(1)，其特征在于，用于传送液体容器(30)的装置设置用于传送来自包括反应容器和试剂液体容器的组的液体容器。
10.根据权利要求9所述的自动分析仪(1)，额外地具有培养设备(5)，所述培养设备具有在不同情况下用于一个反应容器(30)的多个容纳位置(4)，并且具有容纳设备(15)，所述容纳设备分配到测量站(12)且具有在不同情况下用于一个反应容器(30)的多个容纳位置(14)，其中在步骤a)中通过所述夹持器(11)容纳来自容纳位置(4)的液体容器(30)是容纳来自所述培养设备(5)的容纳位置(4)的填充有反应混合物的反应容器(30)，而且其中所述控制装置还被配置成使得在所述反应容器(30)中混合所述反应混合物之后，通过用于传送液体容器的装置将所述反应容器(30)传送到分配至所述测量站(12)的所述容纳设备(15)的容纳位置(14)中。
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