CN108463286A - 比色计和测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于混合液体的比色计。所述比色计包括用于容纳所述液体的内部空间（18）和构造在所述内部空间（18）中的用于球（22）的工作导轨（20），其中，所述工作导轨（20）由两个突出部（12、13）形成，所述两个突出部从所述比色计（14）的对置的侧壁（10、11）突出到所述内部空间（18）中。根据本发明，所述工作导轨具有直线的区段并且在两个端部处向上转向。在根据本发明的比色计（14）中能够以小的液体量实现高的填充状况，这对于光学测量是有利的。本发明此外涉及在使用所述比色计的情况下的测量方法。

Description

比色计和测量方法

技术领域

本发明涉及适用于搅拌液体的比色计。比色计具有用于容纳液体的内部空间。在内部空间中构造有用于球的工作导轨，其中，工作导轨由两个突出部形成，所述两个突出部从比色计的对置的壁突出到内部空间中。本发明此外涉及所属的方法。

背景技术

在比色计中的液体能够被搅拌，方式是，使得球在液体之内运动。通过在比色计的内部空间中的工作导轨能够预设经界定的路径，球在搅拌时沿着所述路径运动。

对于一定的应用来说值得期望的是，以小的液体量在比色计中实现高的填充状况。这例如当应该实行分析（在其中光被导引穿过液体）时是适用的。带有工作导轨的比色计通常具有相对大的横截面。也就是说需要较大的液体量，以便实现一定的填充高度。

发明内容

本发明的任务是，提出一种适用于搅拌液体的比色计，在其中以小的液体量实现大的填充高度。从现有技术出发，所述任务以权利要求1的特征解决。有利的实施方式在从属权利要求中给出。

根据本发明，工作导轨具有直线的区段并且在两个端部处向上转向。

通过工作导轨由从比色计的对置的壁突出到内部空间中的突出部形成，可行的是，将比色计保持狭长。也就是说，球能够在工作导轨上沿着经界定的路径引导，尽管在对置的壁之间的间距几乎不大于球的直径。

工作导轨能够具有如下区段，在其中所述工作导轨直线地延伸。工作导轨能够在两个端部处向上转向。通过这种向上的转向能够防止球碰撞在比色计的端壁处并且由此局部地施加高的压力到液体上。

本发明基于如下认知，即通过球沿着直线的区段的运动和向上的转向能够实现液体的有效的混匀。液体能够相应通过球向外被挤压，在该处向上运动并且在液体的上方的区域中返回到中间中。通过描述的搅拌运动引起完全且均匀地混匀液体。

如果球在比色计的底部上滚动，则液体经受显著的压力。这在敏感的液体的情况下是不期望的。工作导轨由此优选地如下布置，使得在工作导轨上滚动的球没有触碰比色计的底部。为了尽可能完全且均匀地混匀液体，有利的是，球相对于内部空间的底部仅仅具有略微的间距。

由此在一种优选的实施方式中，比色计如下设计，使得垂直于工作导轨取向的并且贴靠在内部空间的底部处以及贴靠在内部空间的两个对置的侧壁处的虚拟的第一圆与这两个突出部相交。进一步优选地，较小的、与所述第一圆同心的虚拟的第二圆与突出部没有相交。第二圆的直径是第一圆的直径的至少50%、优选地至少60%、进一步优选地至少80%。

在球置放在工作导轨上的地方能够有显著的压力作用到液体上。为了将液体的妨碍保持得小，工作导轨由此优选地如下设计，使得在工作导轨与球之间的接触区域是小的。尤其，能够将突出部如下设计，使得其在横截面中看在接触区域中具有凸状的形状。突出部能够作为闭合形状从接触区域延伸至比色计的底部。由此避免了切除部，液体能够在所述切除部下侵入。

这两个突出部能够彼此平行取向，从而得到带有恒定宽度的工作导轨。工作导轨能够具有如下区段，在其中所述工作导轨平行于比色计的底部延伸。在工作导轨的基本上水平的区段与向上转向的区段之间的过渡优选地被倒圆，从而球柔和地得到制动。

比色计的侧壁能够基本上彼此平行。侧壁是如下壁，在其处构造有工作导轨的突出部。基本上平行意味着，侧壁基于水平的尺度彼此平行取向，而在竖直的尺度上向上的轻微的扩开是允许的。可行的是，侧壁也在竖直的尺度上彼此平行取向。试验已经表明，对于混合过程有益的是，侧面向上轻微地离开彼此行进。例如，侧面在竖直的尺度上能够包夹在0.2°与5°之间、优选地在0.5°与2°之间的角度。所有的方向数据基于如下状态，在其中比色计经由其底部面直立地处于水平的底座上。

对于光学的测量（在其中光射束穿过两个侧面和布置在内部空间中的液体）有利的是，光射束穿过比色计的路径是短的。在第一侧壁的外侧与第二侧壁的外侧之间的间距优选地小于8mm、进一步优选地小于6mm、进一步优选地小于5mm。比色计在侧壁的区域中的壁厚度优选地小于1.5mm、进一步优选地小于1.2mm、进一步优选地小于0.9mm。比色计的内部空间能够平行于侧面地例如经由8mm至15mm延伸。比色计的内部空间能够具有在20mm与30mm之间的高度。

为了使得光在穿过侧壁时尽可能少地受到影响，侧壁能够具有平面的区段。平面的区段优选地经由将比色计在侧壁的平面中撑开的整个面的至少50%、进一步优选地经由至少60%、进一步优选地经由至少80%地延伸。

为了实现光学的测量，比色计优选地由透明的材料、优选地透明的塑料构成。例如，比色计能够由聚苯乙烯构成。比色计能够作为一件式的注射成型部件制造。

本发明此外涉及由多个这种比色计构成的组件。比色计能够沿由侧壁撑开的纵向方向接连布置。比色计组件能够设有沿纵向方向取向的引导机构，从而组件能够沿着引导机构如下定位，使得光射束能够在固定的位置中穿过一定的比色计。引导机构能够包括一个肋、优选地两个肋，所述肋沿比色计组件的纵向方向延伸。肋能够构造在比色计组件的底部处。比色计的组件能够作为一件式的注射成型部件制造。

本发明此外涉及由比色计和球构成的系统。球优选地由磁的材料构成，从而所述球能够通过布置在比色计之外的磁体沿着工作导轨运动，以便混匀液体。例如，球能够由VA钢构成。

球的直径优选地如下确定大小，使得当球在比色计的中间置放在工作导轨上时，在球与比色计的底部之间的间距与在球与比色计的侧壁之间的间距相差不超过50%、优选地不超过20%、进一步优选地不超过10%。在一种优选的实施方式中，这两个间距是相等的。比色计的工作导轨能够如下设计，使得当球沿着工作导轨运动时，所涉及的间距保持恒定。在球与比色计的底部之间的间距优选地小于球的直径的50%、进一步优选地小于20%、进一步优选地小于10%。在由多个比色计构成的组件的情况下，优选地针对比色计中的每个设置有这种球。

本发明此外涉及由测量装置和这种比色计构成的系统。测量装置的填充元件设计成将液体量带入到比色计中。测量装置此外包括用于球的驱动器，所述驱动器设计成将球为了混匀被包含在比色计中的液体而置于运动中。驱动器能够如下驱动球，使得球的运动在工作轨道的直线的区段的端部处向上转向。

驱动器此外能够设计成当比色计被填充时将球带到经界定的状态中。

球在比色计填充时的经界定的状态由此是值得期望的，因为当液体在进入到比色计中时首先碰到球上时存在有空气泡的危险。为了避免这一点，能够将球带到一位置中，从而从填充元件中离开的液体不是碰到球上，而是直接碰到比色计的底部上。驱动器能够如下设计，使得其将球带到这种位置中并且保持在该处。优选地，这涉及在比色计中的偏离中间的位置、进一步优选地涉及在工作导轨的端部处的位置。

备选地可行的是，在液体被填入到比色计中期间，驱动器将球保持在运动中。所产生的空气泡那么由于球的运动而直接又被破坏。球通过驱动器被带到经界定的状态中这种表述不仅包括第一变体（在其中球被带到固定的位置中，在其中所述球没有被液体碰到）而且包括第二变体，在其中球在填充时被保持在运动中。

即使比色计没有设计有工作导轨，这种系统也具有独立的创造性的内容。

在一种优选的实施方式中，驱动器包括磁体，所述磁体在圆轨道上运动。球能够仅仅沿通过工作导轨预设的方向跟随磁体的运动。磁体的圆运动也就是说被转换成球的线性运动。由此可行的是，将球例如以简单的步进马达驱动。即使球没有在填充时被带到经界定的状态中和工作导轨没有通过在比色计的侧壁中的突出部形成，带有这种驱动器的测量装置也具有独立的创造性的内容。本发明构思能够以任何类型的线性工作导轨实现。

磁体在其上运动的圆轨道能够布置在水平的平面中。圆轨道的直径沿纵向方向优选地基本上相应于比色计的直径。优选地，球的运动经由工作导轨的长度的至少50%、优选地至少60%、进一步优选地至少80%来延伸。转速能够处于0.1转/秒与17转/秒之间、优选地处于0.2转/秒与10转/秒之间。优选地，驱动器设计成使得磁体为了混合液体而在相应的圆轨道上运动。驱动器此外能够用于搅拌液体。

测量装置能够包括测量通道，所述测量通道从光源穿过布置在合适的位置中的比色计延伸至光传感器。测量装置此外能够包括控制器，所述控制器设计成将测量装置的功能以合适的方式操控。尤其，控制器能够设计成对在填充元件与驱动器之间的互相配合进行控制。能够对此首先将驱动器如下操控，使得其将球带到经界定的状态中。接着能够将填充元件操控，从而其将一定的量的液体落入到比色计中。在填充之后，球优选地完全沉入到液体中，进一步优选地，在比色计中的填充状况是球的直径的至少两倍高。由此可行的是，将延伸穿过液体的测量通道布置在球之上，从而测量过程保持不受球的运动影响。液体的填充量能够例如处于100μl与200μl之间、优选地处于小于180μl。

测量装置此外能够包括引进单元，所述引进单元设计成将球引进到比色计。能够设置有传感器，所述传感器检查球的存在。测量装置能够包括加热器，以便将液体在比色计中加热。尤其，加热器能够设计成将液体加热到在35°C与40°C之间的温度上。加热器能够如下设计，使得液体量的加热经由在1分钟与3分钟之间的时间间隔延伸。

测量装置能够包括多个测量站，从而多个试样能够同时被检查。优选地，每个测量站包括驱动器和测量通道。能够使用比色计组件，在其中多个比色计如下彼此连接，使得每个测量通道延伸穿过比色计。如果在测量通道之间的间距是在比色计组件的两个相邻的比色计之间的间距的两倍大，则能够以比色计组件执行两个测量流程。在第一测量流程中，每第二个比色计被检查。接着，使得比色计组件移位了一个比色计的长度，从而测量通道延伸通过相邻的小管，其在第一测量流程中是未用过的。

测量装置能够尤其以如下目标来使用，即检查在全血中或在血浆中的血小板反应。过程如下所述。首先将比色计置入到测量装置中并且将球带入到比色计中。比色计如下定位，使得驱动器能够作用到球上。球被带到经界定的状态中。全血或血浆被带入到比色计中。血或血浆被加热。在加热时，球优选地处于静止。添加试剂。球以驱动器被置于运动中，以便使得液体在比色计中混匀。穿过液体的光被测量。

在测量时通常得到的是，由于血小板的积聚使得在测量持续时间期间的混浊度下降，也就是说越来越多的光能够穿过液体。光强度在时间上的走向能够被记录。测量能够例如经由在10分钟与15分钟之间的时间间隔延伸。由记录能够得出关于血或血浆的状态的结论。优选地，测量装置包括五个测量站，从而病人的血能够以五个不同的试剂同时检查。如果使用由十个比色计构成的组件，则能够将所涉及的检查以相同的比色计组件依次地针对两个不同的病人进行执行。

在血或血浆中的血小板对在测量过程中的偏差敏感地起反应。测量装置由此优选地如下设立，使得整个测量过程全自动进行，以便避免由于人为干涉所引起的偏差。测量装置能够对此具有容纳部，试样置入到所述容纳部中。优选地，试样针对一定的时间不运动，从而血或血浆能够达到静止。接着能够将容纳部为了全血的容易的混匀而一次或多次缓慢摆动。在血浆的情况下，摆动优选地省去。以针能够刺入到试样中，以便取出液体的一定的量。液体能够被带入到比色计中，以便在该处根据描述的过程进行检查。在此对于可再现性特别重要的是，球在工作导轨上运动，因为在其中通过球局部施加大的压力的区域由此保持得小。此外，在球与比色计的侧面以及底部面之间的均匀的间距是重要的，通过所述间距实现在液体中的在混合时出现的剪切尽可能是均匀的。此外，由根据本发明的比色计的形状得到的是，测量能够以约150μl的非常小的液体量实现。不同于此地，在传统的测量中需要约300μl至400μl的液体。正好在源于孩子的试样中通常没有如此多的液体供使用。

本发明此外涉及用于检查液体、尤其血或血浆的方法，在其中光被导引穿过布置在比色计中的量的液体并且穿过液体的光被记录。方法能够在使用根据本发明的比色计和/或根据本发明的测量装置的情况下执行。方法能够以如下特征改进，其结合根据本发明的比色计和/或结合根据本发明的测量装置描述。

附图说明

本发明在下面参考附上的图按照有利的实施方式示例性地描述。其中:

图1:示出根据本发明的比色计组件的各种视图；

图2a:示出源自图1的比色计的部分的放大的剖面图示；

图2b:示出源自图2a的带有球的比色计的放大的剖面图示；

图3:以从侧面的视图和从上方的视图示出根据本发明的测量装置的示意性的图示；

图4:示出用于在液体处执行光学的测量的根据本发明的测量装置的示意性的图示；以及

图5:示出源自图4的测量装置的侧向的视图。

具体实施方式

根据本发明的比色计14作为根据本发明的比色计组件15的部件在图1a和1c中以俯视图并且在图1b和1d中作为剖面图示示出。比色计14包括由比色计壳体17包围的内部空间18，所述内部空间经由入口19与周围环境处于接触中。在内部空间18的下方的区域中延伸有工作导轨20，所述工作导轨与比色计壳体17连接。

在该实施方式中，工作导轨20在两个端部处向上弯曲并且跟随比色计壳体17的走向。此外，内部空间18从下向上轻微扩开。此外，比色计壳体17在下方的外侧处具有引导机构25，所述引导机构经由比色计组件15的所有的比色计14延伸。

于在图2中的放大的图示中示出根据本发明的比色计14的下方的部分。如在图2a中示出的那样，工作导轨20在内部空间18之内沿着比色计壳体17的下方的侧延伸并且进一步沿着比色计壳体17的倒圆的缘边和另外的侧走向。在图2b中，带有经界定的直径的球22如下布置到内部空间18中，使得球22置放在工作导轨20上。球22在此除了所示出的在工作导轨20上的支承点（接触区域）之外没有与比色计壳体17处于接触中。在球22的最下方的点与比色计壳体17之间的间距与在球22的最侧向的点与比色计壳体17的侧壁之间的间距是相同的。

通过在工作导轨20的端部处的弯曲保证了球22不能够朝着比色计的端壁行进。如果球22以高的速度沿着工作导轨20运动，则所述球能够在端部处向高处行进并且由此在所述球与比色计壳体17达到接触中之前被制动。

在图2b中可见的是，虚拟的第一圆（其直径少许大于球22的直径）与工作导轨20的两个突出部12、13相交。反之，少许小于球22的虚拟的第二圆与这两个突出部没有相交。

图3示出比色计组件15，其由十个比色计14构成，其中，各个比色计14的工作导轨20成排布置。在每第二个比色计14中布置有球22。球22的位置由相应布置在比色计壳体17之外的磁体27得到，所述磁体与铁磁的球22相互作用。

通过磁的相互作用可行的是，将球22保持在经界定的状态中、例如在工作导轨20的端部处。球22的这种经界定的状态特别在以没有示出的填充元件将液体带入到内部空间18（没有示出）中时是有利的。由此能够避免吸移射束直接碰上到球22上并且由此在液体中出现不需要的湍流。此外可行的是，球22位于经界定的状态中，方式是，所述球缓慢地或以恒定的速度沿着工作导轨20运动，如这结合根据本发明的方法阐述的那样。

根据本发明的用于在比色计中搅拌液体的方法能够按照球22和磁体27的所描绘的状态来理解。在图3的上方的部分中从侧示出带有球22和磁体27的比色计组件15，而相同的状态在图3的下方的部分中从鸟瞰图可见。磁体27在该实施方式中以柱体的形式示出，所述柱体从侧看具有矩形的横截面并且从上看具有圆形的横截面。

在按照根据本发明的方法的完整一转的情况下，磁体27一次沿着圆轨道运动，而球22沿着工作导轨20一次往复运动。如果在该示例性的图示中从左向右看该状态，则球22首先布置在工作导轨20的右侧上，而磁体27直接在球22之下放置在工作导轨20的右侧之下。如果磁体27沿着圆轨道的四分之一沿顺时针方向运动，则铁磁的球22滚动至工作导轨20的中间并且当磁体27在圆轨道上经过了第二个四分之一时进一步至工作导轨20的左边缘。返回路径类似进行，直到不仅磁体27而且铁磁的球22又到达了其初始位置。

磁体27能够由没有示出的步进马达逐步驱动并且球22能够部分或完全地沉到没有示出的试样中。铁磁的球22的重复的运动在试样中那么产生泵作用，所述泵作用负责使得试样有效地被混匀。

在图4和5中示出根据本发明的用于确定液体的混浊度的机器，所述机器设计成执行根据本发明的方法并且以根据本发明的比色计组件15填充。比色计组件15如在图3中示出的那样在每第二个比色计中具有球22。球22的布置和位于其之下的磁体27的取向总体上与源自图3的示例相同。比色计组件15的引导机构25与机器如下共同作用，使得比色计组件能够水平地移位并且能够相应于磁体27地取向。附加地，在该实施方式中五个成排布置的步进马达28（其能够独立被操控）形成根据本发明的机器的一部分。步进马达28设计成分别使得磁体27沿着圆轨道运动。由此能够在五个比色计中同时实现同时搅拌。

根据本发明的机器实现了将试样的混浊度在搅拌期间或在搅拌结束之后全自动地确定。为此设置有测量通道30，所述测量通道延伸通过比色计14。测量通道30优选地如下布置，使得其在中间并且在如下高度上延伸，内部空间18在所述高度上完全以试样填充。在测量期间，应该将球22如此布置或在如下区域中运动，所述区域没有覆盖测量通道30。

在图5中示出根据本发明的用于确定液体的混浊度的机器的侧向的剖面图示。测量通道30在光源31与光电探测器32之间以如下形式延伸，使得光于在球22之上的区域中经过比色计14。由光源31发出的光通过比色计壳体17到比色计14的内部空间18中，透过试样并且重新通过比色计壳体17地从比色计14离开，以便最终由光电探测器32记录。

内部空间18应该在测量通道30的区域中具有小的伸展，以便光没有由试样完全吸收。在测量通道30的区域中，比色计壳体17不应该超过2mm的壁厚度，以便使得测量结果不失真。测量通道30此外应该足够大，以便覆盖试样的代表性的区域。

根据本发明的机器实现在五个测量通道30中同时测量一个试样或不同的试样的混浊度。接着测量能够使得比色计组件15例如以一个比色计位置水平地移位，以便将五个迄今未用过的比色计14相应于步进马达28和测量通道30取向并且重复按照根据本发明的方法的搅拌和混浊度的测量。

Claims (13)

1.用于搅拌液体的比色计，包括用于容纳所述液体的内部空间（18）和构造在所述内部空间（18）中的用于球（22）的工作导轨（20），其中，所述工作导轨（20）由两个突出部（12、13）形成，所述两个突出部从所述比色计（14）的对置的侧壁（10、11）突出到所述内部空间（18）中，其特征在于，所述工作导轨（20）具有直线的区段并且在两个端部处向上转向。

2.根据权利要求1所述的比色计，其特征在于，垂直于所述工作导轨（20）取向的并且贴靠在所述内部空间（18）的底部处以及贴靠在所述内部空间（18）的侧壁（10、11）处的虚拟的第一圆与这两个突出部（12、13）相交，而较小的同心的虚拟的第二圆与所述突出部（12、13）没有相交，其中，所述第二圆的直径是所述第一圆的直径的至少50%、优选地至少60%、进一步优选地至少80%。

3.根据权利要求1或2所述的比色计，其特征在于，所述突出部（12、13）的接触区域在横截面中看具有凸状的形状。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的比色计，其特征在于，所述比色计（14）的侧壁（10、11）基本上彼此平行。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的比色计，其特征在于，所述比色计（14）的侧壁（10、11）在竖直的尺度上包夹在0.2°与5°之间、优选地在0.5°与2°之间的角度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的比色计，其特征在于，在所述第一侧壁（10）的外侧与所述第二侧壁（11）的外侧之间的间距小于8mm、优选地小于6mm、进一步优选地小于5mm。

7.由根据权利要求1至6中任一项所述的比色计（14）和球（22）构成的系统，其特征在于，置放在所述工作导轨（20）上的球（22）相对于所述比色计（14）的底部面具有间距，所述间距与相对于所述侧壁（10、11）的间距相差不超过50%、优选地不超过20%、进一步优选地不超过10%。

8.由测量装置和根据权利要求1至6中任一项所述的比色计（14）构成的系统，其特征在于，所述测量装置包括如下元件:

a.填充元件，其设计成将液体量带入到所述比色计（14）中;

b.用于布置在所述比色计（14）中的球（22）的驱动器（28），其中，所述驱动器（28）设计成，当所述填充元件填充所述比色计（14）时将所述球（22）带到经界定的状态中。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在所述经界定的状态中所述球（22）保持在运动中。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述驱动器（28）包括在圆轨道上运动的磁体。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述测量装置包括从光源（31）延伸至光传感器（32）的测量通道，所述测量通道在置放在所述工作导轨（20）上的球（22）之上延伸穿过所述比色计（14）。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的系统，其特征在于，所述测量装置包括多个测量站，其中，每个测量站具有测量通道（31、32）和驱动器（28）。

13.用于检查液体的方法，在其中将光射束导引通过布置在比色计中的液体并且将所述光的经透射的部分进行测量，其特征在于，所述比色计（14）根据权利要求1至6中任一项来构造。