CN107206382A - 在移液操作期间提供减少的残留的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了被构造成并适于在自动化临床分析仪中提供较少残留的方法和设备。所述方法包括将清除剂段（例如，包含缓冲剂和表面活性剂的段）连同样本或试剂抽吸到移液器的内部中。清除剂膜有助于防止样本或试剂粘附到移液器的内部。作为其他方面，提供了被构造成实施所述方法的设备。

Description

在移液操作期间提供减少的残留的方法和设备

技术领域

本发明总体上涉及被构造成在移液操作期间减少材料残留（carryover）的方法和设备。

背景技术

液体样品，试剂和可能存在的其它过程流体的处理对于实施自动化临床化学试验方法是重要的。按照惯例，液体样本，液体试剂和可能存在的其它过程流体（例如，净化水）通过使用移液器（或者被称为“取样器（probe）”）在自动化临床分析仪内被抽吸和/或分配。例如，在一些自动化临床分析仪中，容纳在样品容器（例如试管等）中的一部分样本可以被抽吸，并然后被转移到反应容器（例如，比色皿（cuvette））中，以便确定包含在其内的特定分析物的存在。作为该临床化学试验方法的一部分，可以对进入到反应容器中的一种或多种液体试剂连同样本部分进行精确地计量。在一些情况下，可以加入稀释剂（例如，净化水）。

用于抽吸和分配的常规构造包括具有相对小的外直径的移液器。移液器可以被联接到管道的一段，其进而联接到一个或多个泵（例如，活塞泵和/或蠕动泵）。包括移液器和一个或多个泵的抽吸和分配设备通常填装有被称为“液体背衬（liquid backing）”的净化水。液体背衬充当载体，从而使得能够抽吸和分配各种液体。然而，此类样本、液体试剂和稀释剂的处理可能遭受残留问题，其中来自一个抽吸和分配序列的残余物可以被向下传递到下一个抽吸和分配序列。残留可能会影响试验结果，并且残留通常是不期望的。

一些现有技术的抽吸系统包括多个移液器，例如用于抽吸样本的一个或多个移液器以及用于抽吸试剂的一个或多个其它移液器。尽管这可以帮助减轻残留问题，但使用多个移液器增加了系统成本和复杂性。此外，会需要另外的自动控制装置。在一些情况下，通过在移液器上使用一次性吸头（tip）来使样本残留得到解决，该一次性吸头可以在单次样本分配之后被处理掉。虽然这种方法也可以减轻样本残留，但其增加了一次性吸头的成本，增加了额外的处理时间来安装和处理掉吸头，并且造成附加的停机时间来补充吸头的供应。

因此，所期望的是可以减轻组分残留的方法和设备。

发明内容

根据第一方面，提供了一种在移液操作中减少残留的改进方法。所述方法包括将清除剂段抽吸到移液器中，并将样本或试剂抽吸到移液器中以位于清除剂段下方。清除剂成分可以包括缓冲剂和非离子型表面活性剂。

在另一方法方面中，提供了一种在自动化临床分析仪中减少残留的方法。所述方法包括：提供包括液体背衬的移液器；将第一空气段抽吸到移液器中以位于液体背衬下方；将清除剂段抽吸到移液器中以位于第一空气段下方；将第二空气段抽吸到移液器中以位于清除剂段下方；将样本或试剂抽吸到移液器中以位于第二空气段下方；以及将样本或试剂分配到反应容器中，而不将清除剂段分配到反应容器中。

在设备方面中，提供了一种移液器。所述移液器包括移液器内部，移液器内部包括样本或试剂以及清除剂段。清除剂成分可以包括缓冲剂和非离子型表面活性剂。

在另一设备方面中，提供了一种抽吸和分配设备。所述抽吸和分配设备包括：自动控制装置；移液器，移液器能够由自动控制装置移动，移液器包括液体背衬；泵，泵流体联接到液体背衬；控制器，控制器被构造成产生控制信号以使自动控制装置移动并使泵致动从而实现：将清除剂段抽吸到移液器中以位于液体背衬下方，将样本或试剂抽吸到移液器中以位于清除剂段下方，以及将样本或试剂分配到反应容器中，而不将清除剂段分配到反应容器中。

通过说明包括为实施本发明而构想出的最佳模式的数个示例实施例和实施方式，可以从以下详细描述中容易地明白本发明的另外的其它方面、特征和优点。本发明还可以能够具有其它和不同的实施例，并且其若干细节可以在所有均不偏离本发明的范围的情况下在各个方面中进行修改。因此，附图和描述在本质上将被认为是说明性的，而不是被认为是限制性的。附图不一定按比例绘制。本发明将覆盖落入本发明范围内的所有修改、等价物和替代。

附图说明

图1示出了适于实施根据实施例的方法的抽吸和分配设备的局部截面侧视图。

图2示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其包括液体背衬且被构造成处于具有第一空气分隔的预抽吸状态。

图3示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其被示出为刺穿清除剂包并抽吸清除剂段以位于液体背衬下方。

图4示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其示出了抽吸第二空气分隔以位于清除剂段下方。

图5示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其被示出为抽吸样本以位于清除剂段下方。

图6示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其示出了抽吸第三空气分隔以位于样本下方。

图7示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其示出了分配样本而不分配清除剂段。

图8示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其被示出为浸入在清洁溶液包中并从清洁溶液包抽吸清洁溶液。

图9示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其被示出为抽吸第四空气段。

图10示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其被示出为浸入在洗涤站中。

图11示出了根据实施例的抽吸和分配设备的移液器的截面侧视图，其被示出为在已经将清除剂段和清洁溶液段分配到洗涤站贮器中并且已经用液体背衬冲洗移液器之后而浸入在洗涤站中。

图12示出了根据实施例的在移液操作中减少残留的方法的流程图。

具体实施方式

出于至少上面所描述的原因，所期望的是，提供在自动化试验设备（例如，临床分析仪等）中抽吸和分配液体的改进方法，以便减轻残留。特别地，所期望的是，减轻样本残留和/或试剂残留。本文中的发明人已经发现，将一定体积的清除剂段引入到移液器中以位于所抽吸的样本（或所抽吸的试剂）上方可以提供对移液器的改进的清洁（例如，清除）。具体而言，残余物粘附到移液器内部的倾向性可以更小。在一些实施例中，清除剂成分可以被提供在液体背衬和所抽吸的样本（或所抽吸的试剂）之间。然而，应明白的是，本发明对于没有液体背衬的系统将会同样地适用。清除剂成分可以包括缓冲剂（例如，磷酸盐缓冲盐水），并且可以包括表面活性剂（例如，非离子型表面活性剂）。改进的清洁可以减轻可能会影响后续试验精确度的样本（或试剂）残留。

在本文中将参考图1-12来描述本发明的实施例的这些和其它方面和特征。

如图1中所呈现的，示出了抽吸和分配设备100的构造。抽吸和分配设备100包括自动控制装置102，自动控制装置102具有联接到自动控制装置102的移液器104。移液器104可以是具有内部104A和外部104B的常规细长移液器。移液器104可以由不锈钢金属制成。然而，移液器104不限于这种材料，并且可以由铝或任何其它金属、塑料、复合材料或这些材料的组合构成。移液器104可以例如包括约75 mm的长度和在约0.5 mm至约1.4 mm之间的内直径。可以使用其它尺寸。

自动控制装置102可以是适于将移液器104移动到所限定的接入位置和从所限定的接入位置移动移液器104的任何适合的自动控制装置。例如，自动控制装置102可以仅沿Z方向、沿X和Z方向、沿Y和Z方向（Y（未示出）是进入纸面和从纸面出来的方向）、沿X、Y和Z方向、或者甚至沿R和θ（theta）方向移动移液器104。自动控制装置102可以是直角坐标（Cartesian）式或龙门（gantry）式自动控制装置，圆柱坐标型（cylindrical）自动控制装置（其具有R-θ和Z能力），球形自动控制装置，选择型配用机器人臂（SCARA）自动控制装置，其它多联动（multi-linkage）自动控制装置等。

可以是柔性管道的管道106的一段可以流体联接到内部104A，并且管道106可以进而流体联接到抽吸器/分配器单元108。管道106可以由诸如聚四氟乙烯（PTFE）或其它疏水性全氟聚合物的聚合物制成，并且可以例如具有约0.5 mm至约1.5 mm的内直径。可以使用其它尺寸和材料。

自动控制装置102和抽吸器/分配器单元108可以由来自控制器110的控制信号来操作，以将流体抽吸和/或分配到移液器104并且从移液器104抽吸和/或分配流体。例如，在不同时间，自动控制装置102和抽吸器/分配器单元108可以被用于抽吸或分配容纳在管道106和内部104A中的液体背衬105（例如，去离子净化水）、清除剂液体109，样本111，清洁溶液115、或一种或多种试剂117。在一些实施例中，在经历移液器清洁过程之后，可以由移液器104抽吸和分配一种或多种试剂117，移液器清洁过程将在本文中进行描述。任选地，可以由分开的移液器和可能的话分开的抽吸器/分配器单元抽吸和分配一种或多种试剂117。然而，应当认识到的是，在移液器104中引入清除剂段可以有益于减少样本残留、试剂残留，或者可以有益于减少样本残留和试剂残留两者。

更详细地，抽吸器/分配器单元108可以包括适于抽吸和分配流体（液体和气体（例如空气））的任何构造。抽吸器/分配器单元108可以包括一个或多个泵、分配部件、通道、阀、过滤器、传感器、或其它流体输送部件。例如，抽吸/分配单元108可以包括如图1所示的两个泵，例如低速泵114和高速泵116。高速泵116可以由分配部件118联接到液体背衬源112，使得来自液体背衬源112（例如，去离子净化水的容器或贮器）的液体背衬105可以被提供在管道106和移液器104中，例如当冲洗时或当相对大体积的液体背衬105将被分配时（例如，在取样器清洁期间）。在一些情况下，液体背衬105可以被用作载体以使得能够从内部104A抽吸和分配各种液体，例如清除剂液体109、样本111、清洁溶液115、和/或一种或多种试剂117。液体背衬105也可以被用作载体以使得能够抽吸气体（例如，空气）从而提供空气分隔段。空气分隔段可以将移液器104中的各种液体段分隔开，或者充当运输空气间隙，以防止液体在运输期间从移液器104滴落。

在一些实施例中，抽吸和分配设备100的构造包括洗涤站119。洗涤站119可以包括被构造成接收移液器104的贮器120。洗涤站119可以在贮器120中包括洗涤液体121。在一些实施例中，洗涤液体121可以包括被分配到贮器120中的液体背衬105。溢流可以经由流出道（outflow）122从贮器120离开。流出道122可以是任何适合的出口、导管或排出道。在一些实施例中，流出道122可以被真空辅助。在一些实施例中，洗涤液体121可以任选地被从流入道（inflow）123引入。流入道123可以包括被构造成将洗涤液体121引入到贮器120中的任何入口、导管或通道。洗涤液体121可以是清洗剂溶液或简单的水（例如，去离子水）。在一些实施方案中，洗涤液体121有时可以在清洁过程期间是来自流入道123的清洗剂溶液和来自移液器104的液体背衬105的组合。

现在将参考图1-12来描述所述方法和设备的实施例的其它方面和特征。在描绘出的图2-11中，仅示出了自动控制装置102、移液器104、以及管道106的一部分。抽吸和分配设备100的其余部分与图1中所示的相同。图2示出了处于预抽吸状态中的移液器104的状态，其中，移液器104除了第一空气分隔224之外沿其长度包括液体背衬105，第一空气分隔224已经被抽吸到移液器104的端部中。第一空气分隔224在一些实施例中在空气体积方面可以大于约10 μL，并且可以在约10 μL和约50 μL之间，并且可以初始地充当运输空气间隙。可以使用其它适合的空气分隔体积。

接下来，如图3中所示，移液器104被移动并被插入到清除剂包125中，清除剂包125是可以是一次性的容器并且清除剂包125容纳清除剂液体109。清除剂包125可以容纳约50mL或更多的清除剂液体109。清除剂液体109可以包括任何适合的液体，该适合的液体的功能为维持潜在残留物类的溶解度并且如果粘附到移液器104的内部104A则有助于释放它。在一些实施例中，清除剂液体109可以包括缓冲剂，例如磷酸盐缓冲盐水。缓冲剂可以是如下的缓冲溶液，其是包含磷酸钠、氯化钠并且在一些制剂中包含氯化钾和磷酸钾的水基盐溶液。缓冲溶液的渗透度和pH可以与人体的渗透度和pH相匹配（例如，等渗），这有助于维持血液组分相容性（compatibility）。磷酸盐缓冲盐水可以具有约7.4的pH，例如，人血清的正常pH。清除剂液体109可以例如具有在约pH 6.5和约pH 8.5之间的pH。

清除剂液体109还可以包括表面活性剂。在一些实施例中，表面活性剂可以是非离子型表面活性剂。在一些实施例中，清除剂液体109的组分可以包括以按体积计在约0.01％和约0.2％之间的量来提供的表面活性剂以及约0.1％的非离子型表面活性剂。最好的是，如果清除剂液体109的组分可以使用去离子水而被容易地从移液器104冲洗掉，并且如果它们将会少量残留的话，则不对试验造成损害。对试验的损害将会包括对试验结果的影响，以使其与在没有残留的情况下的试验在统计学上不同。表面活性剂可以是聚山梨醇酯20，聚山梨醇酯20是聚山梨醇酯表面活性剂，作为在清除剂液体109中使用的有效表面活性剂的聚山梨醇酯表面活性剂被容易地从移液器104冲洗掉，并且如果少量残留的话则对于许多临床化验制剂是相对良性的。表面活性剂可以被用作清洗剂或清洗剂和乳化剂。聚山梨醇酯20是水山梨糖醇单月桂酸酯（sorbitan monolaurate）的聚氧乙烯衍生物，并且与聚山梨醇酯范围（range）中的其它成员的不同之处在于聚氧乙烯链和脂肪酸酯部分（fatty acidester moiety）的长度。

移液器104可以刺穿膜盖226，并然后如所示的那样浸入到预定的深度。在一些实施例中，膜盖226可以被去除。深度可以非常接近清除剂包125的底部。可以使用其它深度。抽吸器/分配器单元108现在将清除剂液体109从清除剂包125抽吸到移液器104的内部104A中，以在移液器104的内部104A中使清除剂段228形成在液体背衬105下方。清除剂段228也可以位于第一空气分隔224下方。由抽吸器/分配器单元108抽吸到移液器104的内部104A中的清除剂段228的体积在一些实施例中可以例如在约20 μL和约200 μL之间，在约30 μL至约100 μL之间，并且甚至是约50 μL。可以使用具有其它体积的清除剂段228。

如图4所示，一旦清除剂段228已经被抽吸，移液器104就被升高，并且第二空气分隔430可以由抽吸器/分配器单元108的作用被抽吸到移液器104的内部104A中。第二空气分隔430的体积在一些实施例中可以例如大于约5 μL，或者甚至在约5 μL和约50 μL之间。可以使用其它体积。如图5中所示，然后将容纳有液体背衬105和清除剂段228的移液器104移动并浸入到容纳样本111的样本容器132中。如果样本容器132容纳血清部分111S和红血球部分111R，则移液器104仅浸入到血清部分111S中，并将用于待执行的试验的一定体积的样本111抽吸到移液器104的内部104A中以形成样本段534。此时，移液器104容纳液体背衬105、清除剂段228以及样本段534，并且可以容纳第一空气分隔224和第二空气分隔430。

在离开样本容器132的区域之前，第三空气分隔636可以被抽吸到移液器104的内部104A中，如图6中所示。移液器104及其内容物然后可以由自动控制装置102移动到反应容器138，可以被降低，并且样本段534以及第二空气分隔430的一部分（例如，第二空气分隔430的大约一半）可以经由抽吸器/分配器单元108的作用被分配到反应容器138中。然而，没有清除剂段228被分配到反应容器138中。

如图8中所示，移液器104然后可以由自动控制装置102移动到清洁溶液包140并被插入到其内。移液器104可以刺穿清洁溶液包140的膜盖，或者盖可以以其它方式被去除。然后可以经由抽吸器/分配器单元108的作用从清洁溶液包140抽吸清洁溶液段842。清洁溶液包140可以是容纳清洁溶液115的任何适合的容器。清洁溶液115可以是包含次氯酸盐的液体。

接下来，如图9中所示，移液器104可以被升起，并且第四空气分隔944可以经由抽吸器/分配器单元108的作用被抽吸。现在移液器104可以被自动控制装置102移动到洗涤站119并且被浸入在贮器120中以接近其底部（如图10中所示）。如本文中所使用的洗涤站119是常规被用于弃置废物材料（即清洁溶液、包含漂白剂的液体等）的任何位置。贮器120可以用洗涤液体121（例如，水，任选地包括从流入道123引入的洗涤溶液或它们的组合）来填充达所期望的水平。这将移液器104浸入在洗涤液体121中达所期望的深度。

如图11中所示，在浸入之后，清洁溶液段842、清除剂段228、以及液体背衬105可以例如通过使用高速泵116而从移液器104的内部104A被分配到洗涤站119中。该泵送从贮器120并通过流出道122将洗涤液体121和液体背衬105冲洗出。与经分配的洗涤液体121、清洁溶液段842、清除剂段228、以及液体背衬105一起，样本111的松弛粘附蛋白质的大部分可以被从移液器104的内部104A或外部104B去除。

如应当理解的，包括使用清除剂段228可以在减少试剂117的残留倾向方面具有相同的适用性。在试剂的情况下，清除剂段228的抽吸可以先于从试剂包127抽吸试剂117。试剂和清除剂可以通过空气分隔来分隔开。类似地，可以在分配试剂117之后抽吸清洁溶液。因此，以与在样本111的残余物的情况下相同的方式，可以通过在清除剂段228下方包括试剂117来更容易地去除试剂117的残余物。此外，应当理解的是，在一些实施例中，洗涤站119处的洗涤操作和使用清洁溶液115的清洁操作的顺序可以颠倒。此外，在一些实施例中，使用清洁溶液115的清洁操作可能不发生，而是单单使用液体背衬105来冲洗移液器104。

图12示出了在移液操作中减少残留的方法。方法1200在1202中包括将清除剂段（例如，清除剂段228）抽吸到移液器中（例如，到移液器104的内部104A中），并且在1204中，将样本（例如，来自样本容器132的样本111）或试剂（例如，试剂117）抽吸到移液器中（例如，到移液器104的内部104A中）以位于清除剂段（例如，清除剂段228）下方。

方法1200可以包括将样本111或试剂117分配到反应容器138中，而不将清除剂段228分配到反应容器138中。液体背衬105可以被用作载体以便抽吸试剂117。像之前一样，第一空气段可以被抽吸以位于液体背衬105和清除剂段228之间。类似地，第二空气段可以被抽吸并被提供在清除剂段228和试剂117之间。

因此，应当认识到的是，有时移液器104包括如下的内部104A，所述内部104A择一地容纳样本111或试剂117并且容纳清除剂段228。移液器104还可以容纳液体背衬105，并且可以包括一个或多个空气段（例如，第一空气分隔224和/或第二空气分隔430）。

尽管在本文中参考具体实施例来说明和描述了本发明，但本发明并不意图局限于所示出的细节。更确切地说，可以在权利要求的等同物的范围和范畴内且在不偏离本发明的情况下对细节作出各种修改。

Claims (21)

1.一种在移液操作中减少残留的方法，包括：

将清除剂段抽吸到移液器中；以及

将样本或试剂抽吸到所述移液器中以位于清除剂段下方。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述清除剂段被提供在所述移液器中的液体背衬和所述样本或试剂之间。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述清除剂段包括非离子型表面活性剂。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述清除剂段包括聚山梨醇酯表面活性剂。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述清除剂段包括缓冲剂和表面活性剂。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述缓冲剂包括磷酸盐缓冲盐水。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述清除剂段具有在约20 μL和约200 μL之间的体积。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述清除剂段具有在约pH 6.5和约pH 8.5之间的pH。

9.如权利要求1所述的方法，包括将所述样本或试剂分配到反应容器中，而不将所述清除剂段分配到所述反应容器中。

10.如权利要求1所述的方法，包括抽吸第一空气段以位于液体背衬和所述清除剂段之间。

11.如权利要求1所述的方法，包括抽吸第二空气段以位于所述清除剂段和所述样本或试剂之间。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二空气段具有大于约5 μL的体积。

13.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二空气段具有在约5 μL和约50 μL之间的体积。

14.一种在自动化临床分析仪中减少残留的方法，包括：

提供包括液体背衬的移液器；

将第一空气段抽吸到所述移液器中以位于所述液体背衬下方；

将清除剂段抽吸到所述移液器中以位于所述第一空气段下方；

将第二空气段抽吸到所述移液器中以位于所述清除剂段下方；

将样本或试剂抽吸到所述移液器中以位于所述第二空气段下方；以及

将所述样本或试剂分配到反应容器中，而不将所述清除剂段分配到所述反应容器中。

15.一种移液器，包括：

移液器内部，所述移液器内部包括：

样本或试剂；以及

清除剂段。

16.如权利要求15所述的移液器，包括液体背衬。

17.如权利要求16所述的移液器，包括在所述液体背衬和所述清除剂段之间的第一空气段，以及在所述清除剂段和所述样本或试剂之间的第二空气段。

18.如权利要求15所述的移液器，其中，所述清除剂段包括缓冲剂和表面活性剂。

19.如权利要求18所述的移液器，其中，所述缓冲剂包括磷酸盐缓冲盐水。

20.如权利要求18所述的移液器，其中，所述表面活性剂包括非离子型表面活性剂。

21.一种抽吸和分配设备，包括：

自动控制装置；

移液器，所述移液器能够由所述自动控制装置移动，所述移液器包括液体背衬；

泵，所述泵流体联接到所述液体背衬；

控制器，所述控制器被构造成产生控制信号以使所述自动控制装置移动并使所述泵致动从而实现：

将清除剂段抽吸到所述移液器中以位于所述液体背衬下方；

将样本抽吸到所述移液器中以位于所述清除剂段下方；以及

将所述样本分配到反应容器中，而不将所述清除剂段分配到所述反应容器中。