CN111999159A - 样本架、样本混匀系统及样本分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种样本架、样本混匀系统及样本分析仪。所述样本架包括多个样本容器固定位,每个所述样本容器固定位上设有用于固定样本容器的样本容器固定件,所述样本容器固定件相对于所述样本容器固定位是可动的。按照本发明,通过使样本架上的样本容器固定件相对于样本容器固定位可动,使得固定在样本容器固定件上的样本容器能够在样本架上可动,从而使得样本容器中的样本能够在样本架上被混匀。基于此,整个样本架上的样本容器均能够在样本分析仪的机内实施混匀,不仅能够实现样本的自动化混匀而无需人工操作,更能够实现样本的一次性批量测量。
Description
技术领域
本发明涉及血液样本分析领域,更具体地涉及一种用于对抽取的血液样本、尤其是微量血液样本进行混匀的样本架、样本混匀系统及样本分析仪。
背景技术
血液样本测定需要从患者采集一定量的样本。采血方式通常分为采集静脉血和采集末梢血。对于新生儿、婴幼儿、重症监护病人等不适合静脉采血的患者,往往采集末梢血。
在采血时,为了防止血液凝固,通常会采用含有抗凝剂的采血管。而血液由血细胞和血浆构成,由于血细胞和血浆的比重不同,抗凝后的血液静置一段时间后会产生分层,因此测量前需先将血样充分混匀,否则测量结果会产生较大偏差。
目前市面上的分析仪在测量末梢血时,通常需要事先在分析仪的机外用涡旋振荡器,或者以手指轻弹方式将采血管中的末梢血样进行混匀,然后再放于分析仪测量。然而,血样混匀后若不及时吸样又会发生分层影响测量结果,尤其是对于血沉快的样本影响尤为明显。因此,这种机外混匀方式一方面极大限制了末梢血一次性批量测量的数量,而且又增加了人工操作负担,极为不便,还可能会影响测量结果的准确性。
此外,在现有技术中还采用颠倒混匀方式对采血管中的末梢血样进行混匀,然而采集末梢血方式的特征在于采血量少(通常≤150uL),因此血样流动性差,采血管颠倒时末梢血往往黏附在采血管帽、采血管底部或管壁上不流动,颠倒混匀技术会造成血样损失,对测量造成不利影响,并且仍然存在难以有效解决末梢血混匀的难题。
发明内容
基于现有技术中的样本混匀技术所存在的技术问题,以及市场对末梢血全自动化测量的迫切需求,本发明的一方面提供了一种样本架,包括多个样本容器固定位,每个所述样本容器固定位上设有能用于固定样本容器的样本容器固定件,所述样本容器固定件相对于所述样本容器固定位是可动的。
作为一种实现方式,所述样本容器固定件相对于所述样本容器固定位是可旋转的。
作为一种实现方式,所述样本容器固定位上可以设有固定轴,所述样本容器固定件的底部可以设有孔,所述样本容器固定件经由其底部的孔套设在相应的样本容器固定位的固定轴上,并能绕所述固定轴的中轴线旋转。优选地,所述样本容器固定件可以经由其底部的孔通过轴承套设在相应的样本容器固定位的固定轴上。
作为一种实现方式,所述样本容器固定位上可以设有孔,所述样本容器固定件的底部可以设有旋转轴,所述样本容器固定件通过其旋转轴能在相应的样本容器固定位的孔中绕所述孔的中轴线旋转。
作为一种实现方式,所述样本容器固定件的中轴线相对于所述样本容器固定件的旋转轴线同心设置或者偏心设置。
作为一种实现方式,所述样本容器固定件可以构成为柱体,包括上部内腔体和下部空腔的样本容器能经由其下部空腔套设并固定在所述柱体上。
作为一种实现方式,所述柱体上可以设置有第一卡合部件,所述第一卡合部件能与所述样本容器上设置的第二卡合部件相匹配,使得所述样本容器固定在相应的样本容器固定件上。
作为一种实现方式,所述第一卡合部件可以设置在所述柱体的外周壁,所述第二卡合部件可以设置在所述下部空腔的内侧壁上;或者所述第一卡合部件可以设置在所述柱体的顶面,所述第二卡合部件可以设置在所述下部空腔的顶部。
作为一种实现方式,所述第一卡合部件可以构造为凹槽,所述第二卡合部件可以构造为能与所述凹槽嵌合的凸棱;或者所述第一卡合部件可以构造为凸棱,所述第二卡合部件可以构造为能与所述凸棱嵌合的凹槽。
作为一种实现方式,所述第一卡合部件和所述第二卡合部件的数量可以相等;或者所述第一卡合部件的数量可以是所述第二卡合部件的数量的整数倍。
作为一种备选的实现方式,所述样本容器固定件的柱体可以与所述样本容器的下部空腔通过摩擦锁合连接。
作为一种实现方式,所述柱体的顶面可以为凹面状。
作为一种实现方式,所述柱体的顶面可以由软橡胶材料制成。
作为一种实现方式,所述样本容器固定件可以构成为具有能容纳和固定样本容器的容纳固定孔的柱体,使得所述样本容器能插入并固定到所述柱体的容纳固定孔中。
作为一种实现方式,所述样本架上还可以设置有沿所述样本架的长度延伸方向贯通的槽,用于使得混匀驱动装置能从所述槽伸入并能与所述样本容器固定件接触,进而使得所述混匀驱动装置能够带动所述样本容器固定件运动。
作为一种实现方式,在所述样本架上,与每个所述样本容器固定位可以对应地开设有一个开槽,用于读取放置在相应样本容器固定位上的样本容器的识别部信息。
根据本发明的另一方面,还提供了一种样本混匀系统,所述样本混匀系统包括混匀驱动装置和上述任一项所述的样本架,所述混匀驱动装置能通过接触并驱动所述样本架上的样本容器固定件来带动所述样本容器固定件运动,使得固定在所述样本容器固定件上的样本容器运动,从而混匀所述样本容器中的样本。
作为一种实现方式,所述混匀驱动装置可以包括旋转装置和驱动机构,所述旋转装置能与所述样本架上的样本容器固定件接触,所述驱动机构设置用于驱动所述旋转装置带动所述样本架上的样本容器固定件运动。
作为一种实现方式,所述样本容器固定件可以具有齿部,所述旋转装置可以具有能与所述样本容器固定件的齿部啮合的齿部。
作为一种实现方式,所述旋转装置可以构成为旋转轮,在该旋转轮的外周可以设置有摩擦垫。
作为一种实现方式,所述旋转装置可以构成为旋转轮,所述旋转轮的外圈可以喷涂有增加摩擦力的材料。
作为一种实现方式,所述样本混匀系统还可以包括用于检测所述样本容器固定件的旋转状态的传感器,例如对射式光电传感器、反射式光电传感器、霍尔传感器、电容传感器,优选霍尔传感器。
作为一种实现方式,其中,所述样本容器固定件可以设置磁性元件,在所述样本容器固定件被所述混匀驱动装置驱动而旋转时,所述磁性元件周期性或非周期性的旋转经过霍尔传感器,所述霍尔传感器输出的脉冲信号用于检测所述样本容器固定件的旋转状态。
作为一种实现方式,所述样本混匀系统还可以包括用于与所述混匀驱动装置通信连接并且控制所述混匀驱动装置的动作的控制装置。
作为一种实现方式,所述控制装置可以控制所述混匀驱动装置驱动所述样本容器固定件围绕其旋转轴线沿同一方向旋转,优选周期性地围绕其旋转轴线沿同一方向旋转;或者所述控制装置可以控制所述混匀驱动装置驱动所述样本容器固定件围绕其旋转轴线交替地沿第一方向和反向于第一方向的第二方向旋转,优选地,所述控制装置可以控制所述混匀驱动装置驱动所述样本容器固定件围绕其旋转轴线沿第一方向旋转预定的时间段之后,停止所述混匀驱动装置,待样本回流至所述样本容器的容腔底部后再开启所述混匀驱动装置,以驱动所述样本容器固定件围绕其旋转轴线沿反向于第一方向的第二方向旋转。
作为一种实现方式,所述样本混匀系统还可以包括用于检测所述样本容器固定件的旋转状态的传感器,所述控制装置可以根据所述旋转状态调整所述混匀驱动装置的驱动参数和/或根据所述旋转状态判断所述样本容器固定件或所述混匀驱动装置是否出现故障。
根据本发明的再一方面,还提供了一种样本分析仪,所述样本分析仪包括运送部、上述任一项所述的样本混匀系统以及分析部,其中:所述运送部用于运送所述样本架;所述样本混匀系统用于对所述样本架上的样本容器中的样本进行混匀;所述分析部用于对从所述样本容器中提取的经混匀的样本进行分析。
作为一种实现方式,所述分析部可以包括设置在扫码位的扫码器、设置在采样位的采样装置并且包括检测装置,所述扫码器用于读取所述样本架上位于所述扫码位的样本容器上的识别部信息,所述采样装置用于吸取所述样本架上位于所述采样位的样本容器中的样本,所述检测装置用于对由所述采样装置吸取的样本进行检测。
作为一种实现方式,所述样本混匀系统的混匀驱动装置可以对应于所述采样位或者所述扫码位设置。
作为一种实现方式,所述扫码位和所述采样位可以构成为同一功能位或独立的功能位。
作为一种实现方式,所述样本分析仪还可以包括用于混匀静脉血样本的混匀装置,并且所述样本混匀系统用于混匀末梢血样本。
按照本发明,通过使样本架上的样本容器固定件相对于样本容器固定位可动,使得固定在样本容器固定件上的样本容器能够在样本架上运动、尤其是旋转,从而使得样本容器中的样本能够在样本架上被混匀。基于此,整个样本架上的样本容器均能够在样本分析仪的机内实施混匀,不仅能够实现样本的自动化混匀而无需人工操作,更能够实现样本的一次性批量测量。此外,按照本发明的样本分析仪具有小型化便于集成的优点。
附图说明
通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1为根据本发明实施方式的样本架的立体图;
图2为根据本发明实施方式的样本架的样本容器固定位和样本容器固定件的分解立体图;
图3为根据本发明实施方式的样本架的样本容器固定位的固定轴的侧视图;
图4为根据本发明实施方式的样本架的样本容器固定件的剖视图;
图5为根据本发明实施方式的样本架的样本容器固定位与样本容器固定件之间的连接的剖视图;
图6到图8为根据本发明实施方式的样本架的样本容器固定件的结构示意图;
图9到图11为根据本发明实施方式的样本架上的样本容器的结构示意图;
图12为样本容器放置在根据本发明实施方式的样本架上的示意图;
图13为根据本发明实施方式的样本架上的样本容器的结构示意图;
图14为根据本发明另一实施方式的样本架的立体图;
图15为根据本发明另一实施方式的样本架上的样本容器固定位和样本容器固定件的分解立体图;
图16为根据本发明另一实施方式的样本架上的样本容器固定件的剖视图;
图17为根据本发明另一实施方式的样本架上的样本容器固定位与样本容器固定件之间的连接的剖视图;
图18为样本容器放置在根据本发明另一实施方式的样本架上的示意图;
图19为根据本发明实施方式的样本混匀系统的结构示意图;
图20和图21为根据本发明实施方式的样本混匀系统的混匀驱动装置的示例性结构示意图;
图22为根据本发明实施方式的样本分析仪的结构示意图;
图23为根据本发明实施方式的样本分析仪实施的样本混匀方法的示例性流程图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显,下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。
首先描述根据本发明一方面提供的样本架。图1为根据本发明实施方式的样本架1的立体图。如图1所示,样本架1包括多个样本容器固定位11,每个所述样本容器固定位11上设有能用于固定样本容器的样本容器固定件12,所述样本容器固定件12相对于所述样本容器固定位11是可动的。
在本发明的实施例中,由于样本架1上的样本容器固定件12相对于样本容器固定位11可动,使得固定在样本容器固定件12上的样本容器(未在图1中示出)能够在样本架上运动,从而使得样本容器中的样本能够在样本架1上被混匀,而无需将样本容器搬离样本架在样本架外部混匀后再搬回至样本架。这不仅可以省去搬运样本容器的装置,使结构更为简洁,更能够实现对样本的一次性自动批量测量。
现在继续参考图1,在本发明的一个实施例中,样本容器固定件12相对于样本容器固定位11是可旋转的。在其他实施例中,样本容器固定件12也可以相对于样本容器固定位11可摆动或者振动。下文中主要以样本容器固定件12相对于样本容器固定位11是可旋转的为例来描述,但应理解,根据本发明的教导,样本容器固定件12相对于样本容器固定位11的可动还可以是其他运动的方式。
此外,作为备选的实施方式,如图1所示,在样本架1上与每个样本容器固定位12可以对应地开设有一个开槽17,开槽17可以用于由识别装置(例如后面将描述的样本分析仪中的扫码器)读取放置在相应样本容器固定位上的样本容器的识别部信息,例如条码信息。这在下文对根据本发明实施方式的样本分析仪中将进一步描述。此外,如图1所示,在样本架1上还设置有沿所述样本架1的长度延伸方向贯通的槽18,用于使得混匀驱动装置能从槽伸入并能与样本容器固定件12接触(例如接触样本容器固定件12的下方),进而使得混匀驱动装置能够带动样本容器固定件12运动,进而带动固定在样本容器固定件上的样本容器运动,进而使得样本容器中的样本被混匀。这在下文对根据本发明实施方式的样本混匀系统中将进一步描述。
图2示出根据本发明实施方式的样本架1的样本容器固定位11和样本容器固定件12的分解立体图。如图2所示,样本容器固定位11上设有固定轴13。样本容器固定件12的底部可以设有孔121、122(参见图4),样本容器固定件12可以经由其底部的孔套设在相应的样本容器固定位11的固定轴13上,并能绕所述固定轴13的中轴线旋转。
接着结合图2到图5进一步说明样本容器固定件12与样本容器固定位11的具体连接方式。
如图2所示,样本容器固定件12通过样本容器固定位11上设有的轴承14和紧固件15与样本容器固定位11上的固定轴13可相对运动地连接,固定轴13安装在样本容器固定位11上设有的固定轴安装孔16中。其中,轴承14可以为微型轴承,紧固件15可以为卡簧。
如图3和图4所示,固定轴13可以包括挡边131、轴承固定部132、卡槽133以及压接部134。样本容器固定件12的底部设置有孔,该孔在该实施例中为台阶孔,该台阶孔可以包括两个圆柱孔121和122。其中,固定轴13的挡边131的厚度d1可以小于圆柱孔122的深度d3,固定轴13的挡边131的外径d2可以小于圆柱孔122的内径d4。圆柱孔121的内径可以略小于轴承14的外径,而圆柱孔121的深度与轴承14的厚度可以相当。固定轴13的轴承固定部132的外径可以略小于轴承14的内孔孔径,固定轴13的压接部134的外径可以略大于固定轴安装孔16的孔径。
图5示出根据本发明实施方式的样本架1的样本容器固定位11与样本容器固定件12之间的连接的剖视图。如图5所示,轴承14以压接或粘接方式固定在样本容器固定件12底部的圆柱孔121中,其中压接方式为优选方式。轴承14套设在固定轴13上,紧固件15卡接在固定轴13的卡槽133中,轴承14被固定轴13的挡边131和紧固件15限制在固定轴13的轴承固定部132。固定轴13的压接部134以压接或粘接方式与固定轴安装孔16固定连接。从图5可以看出,固定轴13的挡边131与样本容器固定件12底部的圆柱孔122的侧壁及顶部均没有接触,样本容器固定件12仅与轴承14的外圈接触且固定连接。在外力作用下,样本容器固定件12可绕固定轴13旋转。
以上示例性地示出了样本架1上的样本容器固定件12相对于样本容器固定位11转动的实现方式。应理解,还可以采用其他合适的方式来实现样本容器固定件12相对于样本容器固定位11的转动。例如,在一个实施方式中,样本容器固定位11上可以设有孔,样本容器固定件12的底部可以设有旋转轴,样本容器固定件12可以通过其旋转轴在相应的样本容器固定位11的孔中绕所述孔的中轴线旋转。
此外,在本发明的实施例中,样本容器固定件12的中轴线相对于样本容器固定件12的旋转轴线可以同心设置,也可以偏心设置。
下面参照图6到图11描述样本容器固定件12和固定在样本容器固定件12上的样本容器的结构示意图。其中,图6到图8示出根据本发明实施方式的样本架1的样本容器固定件12的结构示意图。在图6到图8示出的实施例中,样本容器固定件12可以构成为柱体123,此外,样本容器固定件12还可以包括底座124,底座124的内部可以包括前述的两个圆柱孔121和122组成的台阶孔。在该实施例中,样本容器固柱体123的中轴线相对于固定轴13可以同心设置,也可以偏心设置。图9到图11示出根据本发明实施方式的样本架1上的样本容器9A的结构示意图。如图9到图11所示的样本容器9A可以固定在样本容器固定件12的柱体123上。其中,样本容器9A的管体91可以包括内腔体92和空腔93,其中,内腔体92用于盛装样本,位于管体91的上部区域,空腔93位于管体91的下部区域,是半开放状的,由此使得样本容器9A可以经由该空腔93套设在样本容器固定件12的柱体123上。
在本发明实施例中,在柱体123上可以设置有第一卡合部件125,相应地在样本容器9A上可以设置有第二卡合部件94,第一卡合部件125可以与第二卡合部件94相匹配,使得样本容器9A固定在样本容器固定件12上。其中,样本容器固定件12的柱体123的外径可以略小于样本容器9A的下部空腔93的内径,第一卡合部件125的尺寸可以使得样本容器9A的下部空腔603套设在柱体123外部。当样本容器固定件12旋转时,第一卡合部件125可以卡着样本容器9A的第二卡合部件94带动样本容器9A一同转动。
具体地,在一个示例中,第一卡合部件125可以构造为凹槽,其设置在柱体123的外周壁,如图6所示;而第二卡合部件94可以构造为能与所述凹槽嵌合的凸棱,其设置在空腔93的内侧壁,如图9和图10所示。在另一个示例中,第一卡合部件125可以构造为凹槽,其设置在柱体123的顶面,如图7所示;而第二卡合部件94可以构造为能与所述凹槽嵌合的凸棱,其设置在空腔93的顶部,如图11所示。当然,在其他实施例中,第一卡合部件125也可以构造为凸棱,而第二卡合部件94相应地构造为能与第一卡合部件125的凸棱嵌合的凹槽。
其中,上述示例中的凹槽的截面形状可以包括但不限于圆弧形,V字形,U字形,而凸棱的截面形状也可以包括但不限于圆弧形,倒V字形,倒U字形等,只要相应的凹槽和凸棱能够相互配合将柱体123与样本容器9A卡接以便两者能同步转动即可。
此外,在上述示例中,柱体123上设置的第一卡合部件125的数量和样本容器9A上设置的第二卡合部件94的数量可以相等。例如,如图6所示的第一卡合部件125的数量为3个,相应地,如图10所示的第二卡合部件94的数量也为3个。或者,柱体123上设置的第一卡合部件125的数量也可以样本容器9A上设置的第二卡合部件94的数量的整数倍。例如,将如图6所示的第一卡合部件125的数量设置为4个,并将如图10所示的第二卡合部件94的数量设置为2个。
在本发明的另一个实施例中,样本容器固定件12的柱体123与样本容器9A的空腔93不通过卡合方式连接,而通过摩擦锁合连接。具体地,可以利用样本容器固定件12的柱体123的顶面与样本容器9A的下部空腔93的顶面的摩擦力带动样本容器9A旋转。为了增加旋转时的摩擦转矩,可以将样本容器固定件12的柱体123的顶面设置成凹面状,如图8所示的凹面状顶面126。更进一步地,样本容器固定件12的柱体123的顶面可以采用摩擦系数更大的软橡胶材料制成。
以上参考图6至8所描述的样本架1尤其是适合用于装载图9所示的样本容器9A,在此也称为长型微量样本容器,如图12所示,图12示出了样本容器9A放置在样本架1上的示意图。长型微量样本容器管体较长,一般可在管体上粘贴例如条码标签的识别部。基于此,可以在样本架1上与每个样本容器固定位12对应地开设有一个开槽17,用于读取放置在相应样本容器固定位上的样本容器的识别部信息。应理解,样本容器还可以是其他合适的形状,根据本发明实施例的样本架上的样本容器固定件可以适应于样本容器的形状而做相应的改变。下面参照图13到图18来描述。
图13示出根据本发明实施例的样本架上可装载的各种样本容器的结构示意图。如图13所示的,除了样本容器9A这样的长型样本容器,还可以包括样本容器9B、样本容器9C和样本容器9D这样的短型样本容器。短型样本容器的管体一般仅包括用于盛装样本的内腔体,而不包括可用于套设在样本容器固定件的柱体上的空腔,且不便在短型样本容器的管体上粘贴例如条码标签的识别部。本发明提供的样本架也能够用于装载如样本容器9B、样本容器9C和样本容器9D这样的短型样本容器。
图14示出根据本发明另一实施方式的样本架2。如图14所示,样本架2包括多个样本容器固定位21,每个所述样本容器固定位21上设有能用于固定样本容器的样本容器固定件22,所述样本容器固定件22相对于所述样本容器固定位21是可动的。与图1所示的样本架1的区别在于,图14所示的样本架2上的样本容器固定件22构成为具有能容纳和固定样本容器(诸如样本容器9B、样本容器9C和样本容器9D)的容纳固定孔223的柱体,使得样本容器能插入并固定到所述柱体的容纳固定孔223中。在该实施例中,容纳固定孔223的中轴线相对于固定轴23可以同心设置,也可以偏心设置。
图15示出图14所示样本架2上的样本容器固定位21和样本容器固定件22的分解立体图。其中,与样本容器固定位11相似的,样本容器固定位21可以包括设有固定轴23、轴承24、紧固件25以及固定轴安装孔26。其中,轴承24可以为微型轴承,紧固件25可以为卡簧。样本容器固定件22具有能容纳和固定样本容器的容纳固定孔223。
图16示出图14所示样本架2上的样本容器固定件22的剖视图。如图16所示,与样本容器固定件12类似地,样本容器固定件22的底部设置有孔,该孔可以为台阶孔,该台阶孔可以包括两个圆柱孔221和222。图17示出图14所示样本架2上的样本容器固定位21与样本容器固定件22之间的连接的剖视图。样本容器固定件22与样本容器固定位21之间的连接方式类似于上述样本容器固定件12与样本容器固定位11之间的连接方式,为了简洁,此处不再赘述。图18示出短型样本容器9B放置在样本架2上的示意图。
虽然以上分别描述了适合于长型样本容器9A的样本容器固定件12和适用于短型样本容器9B的样本容器固定件22,但应理解,在一个样本架上可以设有多个样本容器固定位,在每个样本容器固定位上可以设有能用于固定样本容器的样本容器固定件12或22,也可以在一些样本容器固定位上设有能用于固定长型样本容器9A的样本容器固定件12,在另一些样本容器固定位上设有能用于固定短型样本容器9B的样本容器固定件22,本发明对此不做限定。
此外,类似于上述根据本发明实施方式的样本架1,样本架2上也可以设置有沿所述样本架2的长度延伸方向贯通的槽28,如图14、图15、图17和图18所示,用于使得混匀驱动装置能从槽伸入并与样本容器固定件22接触,进而使得所述混匀驱动装置能够带动所述样本容器固定件22运动,进而带动固定在样本容器固定件22上的样本容器运动,进而使得样本容器中的样本被混匀。
以上示例性地描述了根据本发明实施方式的样本架。根据本发明,通过使样本架上的样本容器固定件相对于样本容器固定位可动,使得固定在样本容器固定件上的样本容器能够在样本架上可动,从而使得样本容器中的样本能够在样本架上被混匀。
下面参考图19至图21描述根据本发明另一方面提供的样本混匀系统,所述样本混匀系统可以包括混匀驱动装置和上文所述的根据本发明实施方式的样本架。其中,所述混匀驱动装置能通过接触并驱动所述样本架上的样本容器固定件来带动所述样本容器固定件运动,使得固定在所述样本容器固定件上的样本容器运动,从而混匀所述样本容器中的样本。本领域技术人员可以根据上文参考图1到图18描述的样本架的结构理解根据本发明的样本混匀系统中的样本架的结构,为了简洁,此处不再赘述样本混匀系统中样本架的结构。此外,为了简洁,在下文的描述中,以样本架1为例来描述根据本发明实施方式的样本混匀系统中的样本架,但应理解,根据本发明实施方式的样本混匀系统中的样本架也可以是样本架2或者根据本发明教导的其他样本架。
图19示出根据本发明实施方式的样本混匀系统10的结构示意图。如图19所示,样本混匀系统10可以包括样本架1和混匀驱动装置100。其中,样本架1上装载有固定在样本容器固定件12上的内部盛装有样本的样本容器9A,混匀驱动装置100能通过样本架1上的槽18接触并驱动样本容器固定件12来带动样本容器固定件12运动,使得固定在样本容器固定件12上的样本容器9A运动,从而混匀样本容器9A中的样本。
图20和图21示出根据本发明实施方式的样本混匀系统10的混匀驱动装置100的示例性结构示意图。如图20所示,混匀驱动装置100包括驱动机构102和旋转装置103,还可以包括用于固定驱动机构102和旋转装置103的固定板101。其中,旋转装置103能与样本架1上的样本容器固定件12接触,驱动机构102设置用于驱动所述旋转装置103带动样本架1上的样本容器固定件12运动。此处,旋转装置103接触的是样本容器固定件12,而不接触固定在样本容器固定件12上的样本容器9A上的识别部,例如条码标签,由此能够避免因识别部粘贴不良导致旋转不畅的问题,也能够避免旋转装置103对识别部造成磨损导致识别部无法识别的问题。
样本容器固定件12可以通过各种合适的方式与旋转装置103接触,以使得旋转装置103带动其转动。在一个示例中,样本容器固定件可以具有齿部,旋转装置103具有能与样本容器固定件12的齿部啮合的齿部。在另一个示例中,旋转装置103可以构成为旋转轮,该旋转轮可以从样本架1的槽18伸入并与样本容器固定件12的下方接触,使得该旋转轮带动样本容器固定件12旋转,进而带动样本容器旋转。通过旋转产生的动力使得样本容器中的微量样本得以混匀。
此外,如图19至21所示,在旋转轮的外周可以设置有摩擦垫104。例如,在旋转轮的外周可以设置有凹槽,摩擦垫104卡接在该旋转轮的外周凹槽中,当然摩擦垫104也可以包裹在旋转轮303外周上。摩擦垫104的材料可以包括但不限于橡胶、橡胶化合物材料、化纤等能增大摩擦力的材料,具有受外部压力时产生形变,当压力撤销时恢复原状的特性。基于此能够增大旋转装置103与样本架1的样本容器固定件12之间的摩擦力。当然也可以取代摩擦垫104,在旋转轮的外圈喷涂增加摩擦力的材料。
驱动机构102可以是步进电机、直流电机、伺服电机等可提供旋转动力的装置。由于步进电机在速度精确控制上更有优势,因此驱动机构102构造为步进电机是本发明的优选实施方式。本发明对驱动机构102与旋转装置103之间的传动方式不作限制。在一个示例中,驱动机构102通过同步带传动方式驱动旋转轮,如图21所示,驱动机构102可以通过同步齿轮108、109以及同步皮带110组成的同步传动装置和转轴105、轴承106和107来驱动旋转装置103旋转。在其他示例中,旋转装置103可以直接固定在驱动机构、例如电机的转轴上被驱动机构102直接驱动,或采用齿轮传动、平皮带传动被驱动机构102间接驱动,或利用驱动机构传动轮与旋转装置103的摩擦力来驱动。
在本发明的实施例中,样本混匀系统10还可以包括用于检测样本容器固定件12的旋转状态的传感器(未示出),例如对射式光电传感器、反射式光电传感器、霍尔传感器、电容传感器,优选霍尔传感器。在一种实施例中,样本容器固定件12可以设置磁性元件,在所述样本容器固定件12被所述混匀驱动装置100驱动而旋转时,所述磁性元件周期性或非周期性的旋转经过霍尔传感器,所述霍尔传感器输出的脉冲信号用于检测所述样本容器固定件的旋转状态。
在本发明的实施例中,样本混匀系统10还可以包括用于与混匀驱动装置100通信连接并且控制混匀驱动装置100的动作的控制装置(未示出)。所述控制装置可以是能够发出控制指令的任何装置,例如微控制器等。通信连接包括无线通信连接、如WIFI方式连接,以及有线通信连接、如通过USB接口或网络端口的直接连接。
进一步地,所述控制装置可以构造成以如下方式控制混匀驱动装置100:使混匀驱动装置100驱动样本容器固定件12围绕其旋转轴线沿同一方向旋转。例如,使得混匀驱动装置100的电机工作过程中不停止,直到达到预设的旋转圈数或旋转时间。优选地,所述控制装置可以控制所述混匀驱动装置100驱动样本容器固定件12周期性地围绕其旋转轴线沿同一方向旋转,例如使混匀驱动装置100的电机采用样本容器固定件12旋转-停止-旋转-停止……相叠加的运行方式。或者,所述控制装置可以控制混匀驱动装置100驱动样本容器固定件12围绕其旋转轴线交替地沿第一方向(例如正转)和反向于第一方向的第二方向(例如反转)旋转,例如使混匀驱动装置100的电机采用正转-反转-正转-反转……相叠加的运行方式。优选地,所述控制装置可以控制混匀驱动装置100驱动样本容器固定件12围绕其旋转轴线沿第一方向旋转预定的时间段之后,停止混匀驱动装置100,待样本回流至样本容器9A的容腔底部后再开启混匀驱动装置100,以驱动样本容器固定件12围绕其旋转轴线沿反向于第一方向的第二方向旋转,例如使混匀驱动装置100的电机采用正转-停止-反转-停止-正转-停止-反转-停止……相叠加的运行方式。在上述示例中,旋转是为了产生离心力使样本容器中的样本液面升高,停止是为了让样本回流样本容器内腔底部,通过样本的上升和回流运动使得样本得以混匀。此外,也可以采用较高的转速来实施上述旋转,这样可以实现更好的混匀效果。
进一步地,前文中提到的样本混匀系统10可以包括的传感器还可以与所述控制装置通信连接,以便将检测到的样本容器固定件12的旋转状态传输给所述控制装置,所述控制装置能根据样本容器固定件12的旋转状态来调整混匀驱动装置100的驱动参数或者能根据样本容器固定件12的旋转状态来判断样本容器固定件12或混匀驱动装置100是否出现故障。例如传感器可以用于确定样本容器固定件12是否旋转,以便控制装置能够基于此确定混匀驱动装置100或样本容器固定件12是否损坏。或者,传感器还可以用于确定样本容器固定件12转速是否符合预期,如未达到预定转速,将会影响混匀效果。
以上示例性地描述了根据本发明另一方面提供的样本混匀系统。根据本发明,通过使样本架上的样本容器固定件相对于样本容器固定位可动,使得固定在样本容器固定件上的样本容器能够在样本架上可动,从而使得样本容器中的样本能够在样本架上被混匀。基于此,整个样本架上的样本容器均能够在样本混匀系统的机内实施混匀,能够实现样本的自动化混匀而无需人工操作。
下面参照图22描述根据本发明再一方面提供的样本分析仪。所述样本分析仪包括运送部、分析部以及上文所述的根据本发明实施方式的样本混匀系统。其中,所述运送部用于运送所述样本混匀系统中的样本架;所述样本混匀系统用于对所述样本架上的样本容器中的样本进行混匀;所述分析部用于对从所述样本容器中提取的经混匀的样本进行分析。本领域技术人员可以根据上文参考图19到图21描述的样本混匀系统的结构理解根据本发明的样本分析仪中的样本混匀系统的结构,为了简洁,此处不再赘述样本分析仪中样本混匀系统的结构。此外,为了简洁,在下文的描述中,以样本架1为例来描述根据本发明实施方式的样本分析仪中的样本架,但应理解,根据本发明实施方式的样本分析仪中的样本架也可以是样本架2或者根据本发明教导的其他样本架。
图22示出根据本发明实施方式的样本分析仪1000的结构示意图。如图22所示,样本分析仪1000包括运送部1100、样本架1、混匀驱动装置100以及分析部1200。其中,运送部1100实现样本架1的运输,运送部1100可以沿如图22所示的Y1、Y2方向以及X1、X2方向运输样本架1,进而可以实现样本架1的装载、横向运输以及卸载动作。其中,混匀驱动装置100的旋转装置103可以设置在运送部1100上。分析部1200可以包括设置在扫码位的扫码器1210和设置在采样位的采样装置1220并且还可以包括检测装置(未示出)。其中,扫码器1210用于读取样本架1上位于所述扫码位的样本容器上的识别部信息(例如条码标签信息)。示例性地,扫码器1210可以是条形码识别器、二维码识别器、射频识别(RFID)标签读取器等,还可以是通过拍摄图像然后对图像进行图像处理获取识别部信息的摄像头与软识别算法的组合。采样装置1220用于吸取样本架1上位于所述采样位的样本容器中的样本,所述检测装置用于对由采样装置1220吸取的样本进行检测。
所述扫码位和所述采样位可以构成为独立的功能位,也可以构成为同一功能位。当所述扫码位和所述采样位构成为独立的功能位时,扫码器1210和采样装置1220在高度方向上可以错开,不会发生运动干涉。当所述扫码位和所述采样位构成为同一功能位时,可以使得样本分析仪1000的空间更紧凑,更利于小型化。
优选地,所述样本混匀系统的混匀驱动装置100、尤其是其旋转装置103对应于所述采样位或者所述扫码位设置。更优选地,混匀驱动装置100、尤其是其旋转装置103可以对应于所述扫码位设置。混匀驱动装置100的旋转装置103对应于所述扫码设置的好处是,混匀驱动装置100的旋转装置103不仅可以起到对样本架1上的样本容器中的样本进行混匀的作用,还可以起到旋转样本架1上的样本容器的作用。如前所述,长型样本容器9A是可以在其管身上贴条码标签的。但长型样本容器9A被放置在样本架1上时,长型样本容器9A贴有识别部、例如条码标签那一面未必朝向扫码器1210,若不做处理,则扫码器1210则读不到样本容器9A贴有的条码标签信息。若样本分析仪1000不具备在扫码位对样本容器9A进行旋转的功能,则需要在将长型样本容器9A被放置在样本架1上时有意将贴有条码标签的那一面朝向样本架1开设的开槽17的一侧。这会使得分析仪1000的易用性降低,而且在运输样本架1的过程中,样本架1上的长型样本容器9A仍有可能发生偏转,使得扫码器1210读不到样本容器9A上贴有的条码标签信息。因此,当混匀驱动装置100对应于所述扫码位设置时,混匀驱动装置100的旋转装置103可以驱动长型样本容器9A进行旋转(例如慢速旋转),无论长型样本容器9A被放置在样本架1时贴有条码标签的那一面是否朝向样本架1开设的开槽17的一侧,均可以通过旋转将贴有条码标签的那一面转向样本架1开设的开槽17的一侧,从而使得该条码标签的信息能够被扫码器1210读取。
此外,在本发明进一步的实施例中,样本分析仪1000还可以包括样本架压紧装置(未示出),样本架压紧装置可以设置在运送部1100,用于防止样本架上的样本容器在旋转扫码或者混匀过程中发生侧向移动。
此外,在本发明进一步的实施例中,样本分析仪1000还可以包括用于混匀静脉血样本的混匀装置(未示出),并且样本分析仪1000中的前述样本混匀系统用于混匀末梢血样本。在该实施例中,样本分析仪1000既可以对末梢血样本进行混匀和分析,也可以对静脉血进行混匀和分析。样本分析仪1000可以基于用户选择来进行静脉血混匀处理或者进行末梢血混匀处理;或者,样本分析仪1000可以自动识别需要进行静脉血混匀处理还是末梢血混匀处理,例如根据样本架类型来识别所需处理的血样类型。
下面参照图23描述根据本发明实施方式的样本分析仪实施的样本混匀方法的示例性流程图。如图23所示,根据本发明实施方式的样本分析仪实施的样本混匀方法可以包括如下步骤:
在步骤S1,确定样本容器是否到达扫码位,如果否(即样本容器未到达扫码位),则返回执行步骤S1;如果是(即样本容器到达扫码位),则执行步骤S2。
在步骤S2,打开扫码器。
在步骤S3,设定旋转参数。其中,设定旋转参数可以包括设定驱动机构(例如电机)的转度、转动圈数和转动时间。由于在该步骤设定的参数是用于转动样本容器实现扫码器的扫码,因此在该步骤可将驱动机构的转速设置为较低的转速,转速过高会导致超出扫码器的响应速度,导致无法扫码。此外,由于步进电机在速度精确控制上更有优势,因此驱动机构优选步进电机(如前文所述)。
在步骤S4,慢速驱动样本容器旋转。
在步骤S5,确定是否获取样本编号信息,如果是(即获取到了样本编号信息),则继续执行步骤S6,并在步骤S6之后执行步骤S8;如果否(即未获取到样本编号信息),则执行步骤S7。
在步骤S6,驱动机构驱动的旋转装置停止旋转。
在步骤S7,确定旋转是否结束,如果是(即旋转结束),则执行步骤S8;如果否(即旋转未结束),则回到步骤S5。
在步骤S8,设定混匀参数。其中,设定混匀参数可以包括设定驱动机构的转度、转动形式、转动圈数或转动时间等。转动形式可以为使驱动机构围绕其旋转轴线沿同一方向旋转。例如,使得混匀驱动机构在工作过程中不停止,直到达到预设的旋转圈数或旋转时间。优选地,转动形式可以为使驱动机构围绕其旋转轴线周期性地沿同一方向旋转,例如使驱动机构采用旋转-停止-旋转-停止……相叠加的转动形式。转动形式还可以为使驱动机构围绕其旋转轴线交替地沿第一方向(例如正转)和反向于第一方向的第二方向(例如反转)旋转,例如使驱动机构采用正转-反转-正转-反转……相叠加的转动形式。优选地,转动形式可以为使驱动机构围绕其旋转轴线沿第一方向旋转预定的时间段之后停止,待样本回流至样本容器的容腔底部后再开启以围绕其旋转轴线沿反向于第一方向的第二方向旋转,例如使驱动机构采用正转-停止-反转-停止-正转-停止-反转-停止……相叠加的转动形式。由于在该步骤设定的参数是用于进行样本混匀,因此在该步骤可将驱动机构的转速设置为较高的转速。
在步骤S9,快速驱动样本容器旋转。
在步骤S10,确定旋转是否结束。如果否(即旋转未结束),则回到步骤S10,继续确定旋转是否结束;如果是(即旋转结束),则混匀流程结束。
以上示例性地描述了根据本发明又一方面提供的样本分析仪及其样本混匀方法。根据本发明,通过使样本架上的样本容器固定件相对于样本容器固定位可动,使得固定在样本容器固定件上的样本容器能够在样本架上可动,从而使得样本容器中的样本能够在样本架上被混匀。基于此,整个样本架上的样本容器均能够在样本混匀系统的机内实施混匀,能够实现样本的自动化混匀而无需人工操作。基于此,包括该样本混匀系统的样本分析仪可以在样本分析仪的机内实施自动混匀,不仅具有结构紧凑的优点,还能够实现对血液样本的一次性批量测量。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例,应理解上述示例实施例仅仅是示例性的,并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改,而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
本领域的技术人员可以理解,除了特征之间相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
Claims (32)
1.一种样本架,其特征在于,所述样本架包括多个样本容器固定位,每个所述样本容器固定位上设有能用于固定样本容器的样本容器固定件,所述样本容器固定件相对于所述样本容器固定位是可动的。
2.根据权利要求1所述的样本架,其特征在于,所述样本容器固定件相对于所述样本容器固定位是可旋转的。
3.根据权利要求2所述的样本架,其特征在于,所述样本容器固定位上设有固定轴,所述样本容器固定件的底部设有孔,所述样本容器固定件经由其底部的孔套设在相应的样本容器固定位的固定轴上,并能绕所述固定轴的中轴线旋转。
4.根据权利要求3所述的样本架,其特征在于,所述样本容器固定件经由其底部的孔通过轴承套设在相应的样本容器固定位的固定轴上。
5.根据权利要求2所述的样本架,其特征在于,所述样本容器固定位上设有孔,所述样本容器固定件的底部设有旋转轴,所述样本容器固定件通过其旋转轴能在相应的样本容器固定位的孔中绕所述孔的中轴线旋转。
6.根据权利要求3或5所述的样本架,其特征在于,所述样本容器固定件的中轴线相对于所述样本容器固定件的旋转轴线同心设置或者偏心设置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的样本架,其特征在于,所述样本容器固定件构成为柱体,包括上部内腔体和下部空腔的样本容器能经由其下部空腔套设并固定在所述柱体上。
8.根据权利要求7所述的样本架,其特征在于,所述柱体上设置有第一卡合部件,所述第一卡合部件能与所述样本容器上设置的第二卡合部件相匹配,使得所述样本容器固定在相应的样本容器固定件上。
9.根据权利要求8所述的样本架,其特征在于,
所述第一卡合部件设置在所述柱体的外周壁,所述第二卡合部件设置在所述下部空腔的内侧壁上;或者
所述第一卡合部件设置在所述柱体的顶面,所述第二卡合部件设置在所述下部空腔的顶部。
10.根据权利要求8或9所述的样本架,其特征在于,
所述第一卡合部件构造为凹槽,所述第二卡合部件构造为能与所述凹槽嵌合的凸棱;或者
所述第一卡合部件构造为凸棱,所述第二卡合部件构造为能与所述凸棱嵌合的凹槽。
11.根据权利要求8或9所述的样本架,其特征在于,
所述第一卡合部件和所述第二卡合部件的数量相等;或者
所述第一卡合部件的数量是所述第二卡合部件的数量的整数倍。
12.根据权利要求7所述的样本架,其特征在于,所述样本容器固定件的柱体能与所述样本容器的下部空腔通过摩擦锁合连接。
13.根据权利要求12所述的样本架,其特征在于,所述柱体的顶面为凹面状。
14.根据权利要求12或13所述的样本架,其特征在于,所述柱体的顶面由软橡胶材料制成。
15.根据权利要求1至6中任一项所述的样本架,其特征在于,所述样本容器固定件构成为具有能容纳和固定样本容器的容纳固定孔的柱体。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的样本架,其特征在于,所述样本架上还设置有沿所述样本架的长度延伸方向贯通的槽,用于使得混匀驱动装置能从所述槽伸入并能与所述样本容器固定件接触,进而使得所述混匀驱动装置能够带动所述样本容器固定件运动。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的样本架,其特征在于,在所述样本架上,与每个所述样本容器固定位对应地开设有一个开槽,用于读取放置在相应样本容器固定位上的样本容器的识别部信息。
18.一种样本混匀系统,其特征在于,所述样本混匀系统包括混匀驱动装置和权利要求1-17中任一项所述的样本架,所述混匀驱动装置能通过接触并驱动所述样本架上的样本容器固定件来带动所述样本容器固定件运动,使得固定在所述样本容器固定件上的样本容器运动,从而混匀所述样本容器中的样本。
19.根据权利要求18所述的样本混匀系统,其特征在于,所述混匀驱动装置包括旋转装置和驱动机构,所述旋转装置能与所述样本架上的样本容器固定件接触,所述驱动机构设置用于驱动所述旋转装置带动所述样本架上的样本容器固定件运动。
20.根据权利要求19所述的样本混匀系统,其特征在于,所述样本容器固定件具有齿部,所述旋转装置具有能与所述样本容器固定件的齿部啮合的齿部。
21.根据权利要求19所述的样本混匀系统,其特征在于,所述旋转装置构成为旋转轮,在该旋转轮的外周设置有摩擦垫。
22.根据权利要求19所述的样本混匀系统,其特征在于,所述旋转装置构成为旋转轮,所述旋转轮的外圈喷涂有增加摩擦力的材料。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的样本混匀系统,其特征在于,所述样本混匀系统还包括用于检测所述样本容器固定件的旋转状态的传感器,例如对射式光电传感器、反射式光电传感器、霍尔传感器、电容传感器,优选霍尔传感器。
24.根据权利要求23所述的样本混匀系统,其中,所述样本容器固定件设置磁性元件,在所述样本容器固定件被所述混匀驱动装置驱动而旋转时,所述磁性元件周期性或非周期性的旋转经过霍尔传感器,所述霍尔传感器输出的脉冲信号用于检测所述样本容器固定件的旋转状态。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的样本混匀系统,其特征在于,所述样本混匀系统还包括用于与所述混匀驱动装置通信连接并且控制所述混匀驱动装置的动作的控制装置。
26.根据权利要求25所述的样本混匀系统,其特征在于,
所述控制装置控制所述混匀驱动装置驱动所述样本容器固定件围绕其旋转轴线沿同一方向旋转,优选周期性地围绕其旋转轴线沿同一方向旋转;或者
所述控制装置控制所述混匀驱动装置驱动所述样本容器固定件围绕其旋转轴线交替地沿第一方向和反向于第一方向的第二方向旋转,优选地,所述控制装置控制所述混匀驱动装置驱动所述样本容器固定件围绕其旋转轴线沿第一方向旋转预定的时间段之后,停止所述混匀驱动装置,待样本回流至所述样本容器的容腔底部后再开启所述混匀驱动装置,以驱动所述样本容器固定件围绕其旋转轴线沿反向于第一方向的第二方向旋转。
27.根据权利要求25所述的样本混匀系统,其特征在于,所述样本混匀系统还包括用于检测所述样本容器固定件的旋转状态的传感器,所述控制装置根据所述旋转状态调整所述混匀驱动装置的驱动参数和/或根据所述旋转状态判断所述样本容器固定件或所述混匀驱动装置是否出现故障。
28.一种样本分析仪,其特征在于,所述样本分析仪包括运送部、如权利要求18至27中任一项所述的样本混匀系统以及分析部,其中:
所述运送部用于运送所述样本架;
所述样本混匀系统用于对所述样本架上的样本容器中的样本进行混匀;
所述分析部用于对从所述样本容器中提取的经混匀的样本进行分析。
29.根据权利要求28所述的样本分析仪,其特征在于,所述分析部包括设置在扫码位的扫码器、设置在采样位的采样装置并且包括检测装置,所述扫码器用于读取所述样本架上位于所述扫码位的样本容器上的识别部信息,所述采样装置用于吸取所述样本架上位于所述采样位的样本容器中的样本,所述检测装置用于对由所述采样装置吸取的样本进行检测。
30.根据权利要求29所述的样本分析仪,其特征在于,所述样本混匀系统的混匀驱动装置对应于所述采样位或者所述扫码位设置。
31.根据权利要求29或30所述的样本分析仪,其特征在于,所述扫码位和所述采样位构成为同一功能位或独立的功能位。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的样本分析仪,其特征在于,所述样本分析仪还包括用于混匀静脉血样本的混匀装置,并且所述样本混匀系统用于混匀末梢血样本。
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