CN113804910A - 微量样本加样方法、装置、样本分析仪及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种微量样本加样方法，其中用于加载样本的穿刺针在针头处设置有斜切的开口，以形成吸样孔和针尖。所述吸样孔用于吸样和吐样，所述针尖用于穿透管帽，所述方法包括控制所述穿刺针伸入样本管中吸样；控制所述吸样后的穿刺针伸入反应杯中，且所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触；控制所述穿刺针朝向所述反应杯的杯底吐出样本。因为针尖与杯底的接触，使得从针尖吐出的样本液滴能直接附着于杯底处，避免样本附着于穿刺针上造成加样偏差的现象。本申请还涉及执行该方法的微量样本加样装置、样本分析仪和一种计算机可读存储介质。

Description

微量样本加样方法、装置、样本分析仪及可读存储介质

技术领域

本申请涉及体外诊断分析领域，尤其涉及一种微量样本加样方法、一种微量样本加样装置，以及应用该方法或含有该装置的样本分析仪，和一种执行本申请微量样本加样方法的计算机可读存储介质。

背景技术

样本分析仪作为体外诊断分析领域的常用设备，可用于常量样本和微量样本的分析检测。样本分析仪在分析检测微量样本之前，需要先控制穿刺针吸样，然后将小体积量(通常小于5μL)的样本加入反应容器中。由于样本体积量小于10μL时形成的样本液滴较小，不易从穿刺针顺利滑落至反应容器的底部。为了解决这一问题，通常需要设置穿刺针在吐样时停留一定的时间，保证微量样本液滴从穿刺针上滑落。

但该停留的时间如果太短，容易造成样本液滴还未从穿刺针脱落就被穿刺针带走，或仍有部分样本吸附于穿刺针上，造成微量样本加样的偏差，影响分析检测的结果；而停留的时间设置过长，又会拖慢样本分析仪的整体工作效率。

发明内容

本申请提供一种可提高加样精度和效率的微量样本加样方法、用于实施该方法的微量样本加样装置，和应用该方法或含有该装置的样本分析仪，以及执行该微量样本加样方法的计算机可读存储介质。本申请具体包括如下方案：

第一方面，本申请提供一种微量样本加样方法，用于加载样本的穿刺针在针头处设置有斜切的开口，以形成吸样孔和针尖，所述吸样孔用于吸样和吐样，所述针尖用于穿透管帽，所述方法包括如下步骤：

控制所述穿刺针伸入样本管中吸样；

控制吸样后的所述穿刺针伸入反应杯中，且所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触；

控制所述穿刺针朝向所述反应杯的杯底吐出样本。

其中，在控制所述穿刺针伸入样本管中吸样之前，还包括：

基于加载的样本剂量设置所述斜切的开口的高度，以使得所述吸样孔最高处与所述针尖之间的第一距离h小于所述样本液滴沿竖直方向上的直径。

其中，在设置所述斜切的开口的高度时，还包括：

控制所述斜切开口与竖直方向之间的夹角和所述穿刺针的针孔直径来控制所述斜切的开口的高度。

其中，所述第一距离h满足条件：0.5mm≤h≤1.7mm。

其中，所述控制所述穿刺针伸入反应杯中，且所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触，包括：

通过传感器检测所述穿刺针的针尖压力或所述穿刺针相对于所述杯底的位移，以控制所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触。

其中，所述控制所述穿刺针朝向所述杯底吐出样本之后，包括：

控制所述穿刺针停留第一时长，以使得所述样本与所述杯底接触。

其中，所述控制所述穿刺针朝向所述杯底吐出样本时，还包括：

控制所述穿刺针吐样的容量为所述样本剂量与定量偏差之和，其中所述定量偏差通过测试获得。

其中，当需要向多个反应杯吐样时，

所述控制所述吸样后的穿刺针伸入反应杯中，且所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触的步骤包括：控制所述吸样后的穿刺针依次伸入多个所述反应杯中且所述针尖与各个所述反应杯的杯底接触；

所述控制所述穿刺针朝向所述杯底吐出样本的步骤包括：控制所述穿刺针依次朝向各个所述杯底吐出样本。

其中，所述穿刺针的外围设有清洗用拭子，所述穿刺针处于未工作的初始位置时，所述针头收容于所述拭子内，在所述控制所述穿刺针伸入所述反应杯之前，还包括：

控制所述拭子用清洗液清洗所述针头。

其中，所述控制所述拭子用清洗液清洗所述针头时，还包括：

控制所述穿刺针吐出第一容量的所述样本。

其中，所述穿刺针的针孔连通至注射器，且所述注射器上设压力传感器，所述控制所述穿刺针伸入样本管中吸样时，包括：

通过所述压力传感器检测所述穿刺针的环境压力；

控制所述穿刺针伸入所述样本管中进行吸样；

通过所述压力传感器检测所述穿刺针的内部压力，并将所述内部压力与所述环境压力进行比较以判断所述穿刺针是否吸样成功。

对于本申请第一方面所提供的微量样本加样方法，利用穿刺针在针头处设置的斜切开口，在加样过程中控制穿刺针的针尖与反应杯的杯底相接触后，吐出的样本会从斜切得到的吸样孔缺口侧溢出，并与反应杯的杯底接触形成附着。由此避免了因为加样体积量较小而造成的样本液滴不能顺利从穿刺针上滑落的现象，可以提高微量样本的加样精度，并提升微量样本的加样效率。

本申请第二方面提供一种样本分析仪，包括加样单元，且所述加样单元采用本申请第一方面提供的微量样本加样方法控制。

本申请第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，并配置为引起处理器执行所述可执行指令时，实现本申请第一方面提供的微量样本加样方法。

本申请第四方面提供一种微量样本加样装置，包括：

注射器；

穿刺针，内含连通于所述注射器的针孔，所述注射器通过改变所述针孔的压力以实现所述穿刺针的吸样和吐样，所述穿刺针的针头处设置有斜切的开口，以形成吸样孔和针尖，所述吸样孔用于吸样和吐样，所述针尖用于穿透管帽，所述吸样孔最高处与所述针尖之间的第一距离h满足条件：0.5mm≤h≤1.7mm。

其中，所述斜切的开口与竖直方向形成第一夹角α，所述第一夹角α满足条件：25°≤α≤60°。

本申请第五方面还提供一种样本分析仪，包括本申请第四方面所提供的微量样本加样装置。

可见，在本申请第二至第五方面，都与本申请第一方面一致，通过在加样过程中控制具有倾斜开口的穿刺针的针尖与反应杯的杯底相接触，来保证样本液滴与杯底能形成附着，避免因为加样体积量较小而造成的样本液滴不能顺利从穿刺针上滑落的现象。因此本申请第二至第五方面提供的样本分析仪、计算机可读存储介质以及微量样本加样装置均可以提高微量样本的加样精度，并提升微量样本的加样效率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的微量样本加样装置的液路示意图；

图2是本申请实施例提供的微量样本加样装置中穿刺针的局部剖面示意图；

图3是本申请实施例提供的微量样本加样装置中穿刺针的整体结构示意图；

图4是本申请实施例提供的微量样本加样装置吸样工作过程的时序图；

图5是本申请实施例提供的微量样本加样装置吐样工作过程的时序图；

图6是本申请实施例提供的微量样本加样方法的流程图；

图7是现有技术和本申请实施例提供的微量样本加样方法吐样时的对照示意图；

图8是本申请另一实施例提供的微量样本加样方法的流程图；

图9是本申请实施例提供的微量样本加样装置中穿刺针的局部外观示意图；

图10是本申请再一实施例提供的微量样本加样方法的流程图；

图11是本申请实施例提供的微量样本加样装置中穿刺针的局部剖面示意图；

图12是本申请实施例提供的微量样本加样方法中步骤S10的子步骤流程图；

图13是本申请实施例提供的计算机可读存储介质的示意图；

图14是本申请实施例提供的为了样本加样装置的框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1所示的本申请微量样本加样装置100的液路示意图，以及图2所示的本申请微量样本加样装置100中穿刺针12的局部剖面示意图。在本申请微量样本加样装置100中包含有用于进行吸样或加样的注射器10；用于输出清洗液以清洗穿刺针12的针孔121的第一隔膜泵8；用于控制清洗液与注射器10之间液路通断的电磁阀9；用于检测吸样或清洗时液路中压力变化的压力传感器11；用于吸样或吐样的穿刺针12，其中穿刺针12还具有用于穿透样本管管帽的针尖122；用于在穿刺针12竖直移动时导向并为穿刺针12的外壁提供清洗空间的拭子14；用于向拭子14输出清洗液的第二隔膜泵13；以及用于抽取拭子14中清洗后的废液的第三隔膜泵15。其中，拭子14需要对应穿刺针12的针尖122设置，使得穿刺针12在处于非工作状态的初始位置时，针尖122收容于拭子14的收容空间中。

在图2示意中，穿刺针12在针头处设置有斜切的开口，穿刺针12因此形成在竖直方向上具有高度差的吸样孔125和位于穿刺针12最远端的针尖122。吸样孔125的侧面形状大致呈三角形，穿刺针12的针孔121因此倾斜露出，穿刺针12中的样本可以从吸样孔125的一侧溢出。且斜切的开口使得穿刺针12的针尖122相对锋利，有利于针尖122刺破样本管的管帽。

图3还示意了本申请微量样本加样装置100中穿刺针12的整体结构，穿刺针12还包括针体120和接头123，针体120通过接头123固定于微量样本加样装置100上，针体120内的针孔121通过接头123连通至注射器10的腔体内。从图1还可以看出，微量样本加样装置100的各组件之间还设置有用于液路流通的管路。以及，本申请微量样本加样装置100还可以包括用于控制吸样和吐样动作的控制器，或装备有本申请微量样本加样装置100的样本分析仪(图中未示)中包括有控制器，且该控制器用于控制微量样本加样装置100的吸样和吐样动作。

本申请微量样本加样装置100在吸样和吐样中的具体工作流程可以参见图4和图5的示意。结合图6所示的本申请微量样本加样方法的流程图，在本申请第一方面所涉及的方法中，具体包括如下步骤：

S10、控制穿刺针12伸入样本管中吸样。

具体的，在图4示意的本申请微量样本加样装置100吸样的时序图中，需要先利用压力传感器11读取穿刺针12的初始环境压力值；然后控制穿刺针12伸入样本管中，且检测到穿刺针12的针尖122没入样本管中的样本液的液面以下；控制注射器10的活塞向后滑动，使得其内腔连通的穿刺针12的针孔121内产生负压，样本液在负压作用下被吸入针孔121中；当穿刺针12基于要加载的样本体积量吸取到足够的样本之后，再次利用压力传感器11读取穿刺针12的针孔121内的压力值，以确定穿刺针12吸样成功；然后，在将穿刺针12提升并离开样本管之前，先控制第三隔膜泵15开启准备抽取废液，然后在提起穿刺针12的同时开启第二隔膜泵13，朝向穿刺针12的外壁打出清洗液。因为第三隔膜泵15已经提前开启，拭子14用于收容穿刺针12的收容腔内会预先形成负压力，该负压力用于将打在穿刺针12外壁上的清洗液吸入第三隔膜泵15中，避免清洗液顺穿刺针12的外壁下流至针尖122附近对样本形成污染。

在一些实施例中，第三隔膜泵15在竖直方向上设置于第二隔膜泵13的上方，以保证清洗液对穿刺针12的清洗效果。可以理解的，第二隔膜泵13在穿刺针12提起的同时朝向穿刺针12的外壁打清洗液，可以从穿刺针12吸样时对应拭子14高度的外壁开始，至穿刺针12的针尖122结束的一整段外壁都进行清洗，进而保证到穿刺针12伸入样本管中的区段外壁都能被拭子14清洗到，避免穿刺针12在不同样本管或不同反应杯16(如图7所示)中反复进行吸样或吐样过程中因外壁附着的不同样本液或血样而造成的交叉污染。同时，因为样本管通常还设置有管帽，穿刺针12在伸入样本管内部之前还需要通过针尖122刺破管帽并同时形成胶渣等污染物，拭子14也可以实现对该部分污染物的清洗。

一种实施例请看回图3，对于设置有管帽的样本管，由于管帽的密封作用，穿刺针12在吸样过程中容易造成样本管内形成负压，进而影响本申请微量样本加样装置100吸样的准确性。为此，在图3实施例中穿刺针12的外壁还设置了凹槽124。凹槽124沿穿刺针12的长度方向延伸，用于在穿刺针12的针尖122刺破管帽并下移的过程中，在管帽被刺破形成的通孔和穿刺针12的外壁之间形成气体流通的间隙，进而平衡样本管内外的气压，保证穿刺针12吸取到的样本体积量的精度。一些实施例中，凹槽124还可以设置为多个，多个凹槽124沿穿刺针12的周向分布于外壁上，以达到更好的压力平衡效果。

S20、控制吸样后的穿刺针12伸入反应杯16中，且穿刺针12的针尖122与反应杯16的杯底161相接触；

S30、控制穿刺针12朝向反应杯16的杯底161吐出样本。

具体的，在图5示意的本申请微量样本加样装置100吐样的时序图中，穿刺针12携带针孔121内的样本伸入反应杯16中，直至穿刺针12的针尖122与反应杯16的杯底161相接触；穿刺针12通过吸样孔125向侧边吐出样本液，且由于针尖122与杯底161直接接触，样本液在重力作用下迅速滑向杯底161，并与杯底161形成附着；在穿刺针12开始吐样之后，第三隔膜泵15再次开启准备抽取废液，然后在提起穿刺针12的同时开启第二隔膜泵13，朝向穿刺针12的外壁打出清洗液，并于穿刺针12的针尖122收回拭子14的收容空间之后，即穿刺针12回到初始位置之后保持对穿刺针12的清洗状态一段时间，以完成对针尖122的清洗动作。

本申请微量样本加样装置100在穿刺针12每次下移进行吸样或吐样的过程中都利用拭子14对穿刺针12的外壁进行清洗，可以保证穿刺针12每次吸样或吐样后其外壁和针尖122位置都处于被清洗液润湿的状态，避免穿刺针12在不同样本管或不同反应杯16中反复进行吸样或吐样过程中因外壁附着的不同样本液或血样而造成的交叉污染，可以有效保证样本分析检测结果的一致性。

请参见图7所示的穿刺针12在反应杯16中吐样的示意。其中图7(a)部分为现有技术的吐样示意，图7(b)部分为本申请微量样本加样方法的吐样示意。可以看到，在现有技术的吐样过程中，因为穿刺针12在反应杯16的内腔中处于悬空状态，因此穿刺针12吐出的样本液需要汇集至一定的体积量，并形成可滑落的液滴之后才能与穿刺针12的针尖122发生分离，达到加载至反应杯16中的效果。前述中提到，样本体积量小于10μL时形成的样本液滴较小，尤其对于本申请微量样本加样装置100通常用于3μL至5μL的微量样本加样的使用场景下，样本汇集并从针尖122滑落相对所需是时间更长。而且由于样本液仅在重力作用下从针尖122上滑落，其容易在针尖122上形成一定体积量的附着，导致现有技术中加样精度难以控制，且加样时间较长，降低了微量样本加样装置100的加样效率。

而在本申请微量样本加样方法中，穿刺针12的针尖122直接与杯底161形成接触，当穿刺针12的吸样孔125向侧边吐出样本之后，样本液能够迅速下滑并与杯底161形成接触，并随着样本液的不断汇集，其与杯底161的接触面积越大，样本液与杯底161可以形成较好的附着状态。可以理解的，采用本方法进行微量样本加样时，相较于现有技术具有加样时间短、工作效率高的有益效果。且因为样本液自身的重力和杯底161对样本液的附着力共同作用，穿刺针12在上提过程中无法对样本形成较大的附着力，穿刺针12能与样本液实现较好的分离效果，进而提升了本申请微量样本加样方法的加样精度。

一种实施例请参见图8，对于本申请微量样本加样方法，在步骤S10“控制穿刺针12伸入样本管中吸样”之前，还包括：

S8、基于加载的样本剂量设置斜切的开口的高度，以使得吸样孔125最高处与针尖122之间的第一距离h小于样本液滴沿竖直方向上的直径d。

具体的，请同步参见图9和图7(a)，针孔121因为斜切的开口，其在靠近针尖122的位置形成了大致为椭圆形的吸样孔125的结构。且吸样孔125的最高处与针尖122之间形成有第一距离h。可以理解的，该第一距离h即为穿刺针12在吐样时液滴最上沿的高度。

而在图7(a)的示意中，可以看到样本液滴在竖直方向上具有直径d。且基于微量样本的体积量不同，样本液滴的直径d也会产生变化。为了保证穿刺针12在吐样时样本液滴能与杯底161形成接触，在本实施例中，还基于欲加载的样本体积量设置斜切开口的高度，以使得第一距离h小于直径d。穿刺针12在吐出预设样本体积量的样本液滴之后，样本液滴最上沿距离杯底161的距离小于样本液滴在竖直方向上的直径，样本液滴因此得以确保与杯底161形成接触，与杯底161之间形成附着力，达到提升加样精度的效果。

请看回图3，在一种实施例中，控制斜切的开口的高度时，还通过控制斜切开口与竖直方向之间的第一夹角α和穿刺针12的针孔121的直径D来实现。可以理解的，当斜切开口与竖直方向之间的第一夹角α越大，第一距离h则越小；而针孔121的直径D越大，第一距离h则越大。为此，通常第一夹角α宜设置为满足条件：25°≤α≤60°，优选α＝30°。

而经测算，微量样本加样装置100在进行3μL至5μL的微量样本加样时，样本液滴在竖直方向上的直径d通常小于2mm，因此吸样孔125的最高处与针尖122之间形成的第一距离h宜设置为满足条件：0.5mm≤h≤1.7mm。其中，当穿刺针12欲加载的样本体积量包括多个不同数值时，还宜基于穿刺针12欲加载的数值最小的样本体积量来设置第一距离h，以保证穿刺针12在进行任意体积量的样本吐样时都能使得样本液滴与杯底161形成接触和附着。

请看回图8，在步骤S20“控制吸样后的穿刺针12伸入反应杯16中，且穿刺针12的针尖122与反应杯16的杯底161相接触”中，还包括如下子步骤：

S21、通过传感器检测穿刺针12的针尖122的压力，或

通过传感器检测穿刺针12相对于杯底161的位移，以控制穿刺针12的针尖122与反应杯16的杯底161接触。

具体的，采用本方法进行微量样本的加样时，还可以引入传感器来感应针尖122是否与杯底161形成有效接触，避免因为穿刺针12的下移行程不够，造成针尖122与杯底161之间留有间隙，样本液滴不能与杯底161有效接触并形成附着力；或穿刺针12的下移行程过大，对针尖122或杯底161可能造成的损害。也即本申请微量样本加样装置100中可以包含用于检测针尖122与杯底161是否发生接触的传感器。

本申请并不限定传感器的具体形式，例如将传感器设置为可感知压力的压力传感器，通过检测微量样本加样装置100驱动穿刺针12下移过程中所产生的压力变化，来判断针尖122与杯底161是否形成接触；或，传感器设置为可感知位移的位置传感器。此时穿刺针12宜沿竖直方向弹性固定于微量样本加样装置100上，当针尖122与杯底161发生接触后，穿刺针12能在弹性固定的作用下相对于微量样本加样装置100形成小距离的位移，并保持针尖122与杯底161之间的接触状态。此时位置传感器可以通过感知穿刺针12相对于微量样本加样装置100的位移来感知针尖122与杯底161的接触状态。

可以理解的，在设置为压力传感器的实施例中，穿刺针12也可以沿竖直方向弹性固定于微量样本加样装置100内，此时压力传感器还可以通过检测穿刺针12连接于微量样本加样装置100内的弹性件的弹性压力来感知针尖122与杯底161的接触状态。弹性固定的穿刺针12还可以避免针尖122或杯底161因为接触可能造成的损害。

一种实施例，在步骤S30“控制穿刺针12朝向反应杯16的杯底161吐出样本”之后，包括如下步骤：

S32、控制穿刺针12停留第一时长，以使得样本与杯底161接触。

具体的，在本实施例中，考虑到穿刺针12需要持续吐样以使得样本在吸样孔125处汇集，因此为了保证样本获得足够的汇集时间以形成竖直方向直径d的样本液滴，并与杯底161形成可靠接触，在控制穿刺针12完成吐样之后，还控制穿刺针12保持与杯底161接触的状态继续停留第一时长，以提供样本汇集形成液滴，并与杯底161形成充分接触的时间。

一种实施例，步骤S30“控制穿刺针12朝向反应杯16的杯底161吐出样本”，还包括：

S31a、控制穿刺针12吐样的容量为样本剂量与定量偏差之和，其中定量偏差通过测试获得。

具体的，请看回图2，因为穿刺针12在吸样之后，其针孔121内存置有样本，因此吸样孔125内也同样会留有样本。根据几何原理，当定义从吸样孔125的最上沿与针尖122之间的第一距离h、针孔121的直径为D时，除去针尖122部分壁厚的考虑，位于吸样孔125内的样本体积量约为：

但因为斜切开口的结构，吸样孔125内的样本可能因为外部压力不同而出现部分溢出吸样孔125，或出现不足以填满吸样孔125的椭圆形截面等各种情况。为了保证穿刺针12所吐出的样本体积量达到预设剂量，还需要对吸样孔125处的样本进行测试并确定其体积量，进而在随后的吐样过程中控制穿刺针12吐出预设的样本剂量，以及该通过测试确定到的定量偏差之和，才能达到精确加样的目的。对于吸样孔125处定量偏差的测试可以基于不同的外部气压环境、温度等条件来进行。且通过测试结果表明，实际的定量偏差体积量小于上述吸样孔125内的样本体积量L。

一种实施例请参见图10，本申请微量样本加样方法还可以通过一次吸样的操作吸取多个体积量的样本，然后向多个反应杯16进行吐样操作。具体的，本实施例包括如下步骤：

S10、控制穿刺针12伸入样本管中吸样；

S20b、控制吸样后的穿刺针12依次伸入多个反应杯16中且针尖122与各个反应杯16的杯底161接触；

S30b、控制穿刺针12依次朝向各个杯底161吐出样本。

具体的，穿刺针12的针孔121具备一定的长度，针孔121内也可用于容纳多个体积量的样本，并通过注射器10的分次施压，来实现向多个反应杯16进行吐样的操作。而在穿刺针12每一次吐样的过程中，都需要控制穿刺针12的针尖122与反应杯16的杯底161产生接触，然后再进行吐样，以保证本申请微量样本加样方法在对多个反应杯16进行吐样时的精确度。

可以理解的，上述各实施例中用于保证加样精度和提升加样效率的步骤，也同样可以应用于穿刺针12每一次吐样的操作中，以获得更好的加样效果。

请结合图11中所示的一种实施例中穿刺针12的剖视图一并解释。在本实施例中，穿刺针12包括有靠近针尖122的第一区段L1、靠近注射器10的第三区段L3，以及连接于第一区段L1和第三区段L3之间的第二区段L2。且第一区段L1的外壁具有第一外径D1，对应第一区段L1的针孔121具有第一内径d1；第三区段L3的外壁具有第二外径D2，对应第三区段L3的针孔121具有第二内径d2。进一步，还定义d1≤d2，且D1≤D2。

第二区段L2的外壁呈圆锥状，用于实现第一区段L1的外壁向第三区段L3的外壁的过渡；对应第二区段L2的针孔121也呈圆锥状，用于实现对应第一区段L1的针孔121向对应第三区段L3的针孔121的过渡。

可以理解的，第一区段L1因为靠近针尖122的位置，为了使得针尖122能够顺利刺入样本管内，宜设置第一区段L1的第一外径D1较小，其配合倾斜的开口所形成的针尖122也相应更锋利，有利于穿刺针12的吸样操作。而为了实现穿刺针12通过一次吸样动作获得更多体积量的样本并可对多个反应杯16进行加样，设置第三区段L3的第二内径d2较大，能够使得对应第三区段L3的针孔121收容更多体积量的样本。

另一方面，对应到前述中穿刺针12的外壁设置有凹槽124的实施例，因为第一区段L1的第一外径D1相对较小，凹槽124的起始端宜设置于第二区段L2，并向第三区段L3延伸，避免在第一区段L1处设置凹槽进而影响到针尖122的刚强度。

一种实施例请看回图8，对应穿刺针12的外围设有清洗用拭子14的实施例，本方法在步骤S20“控制穿刺针12伸入反应杯16内”之前，还包括：

S15、控制拭子14用清洗液清洗针头。

具体的，穿刺针12在伸入反应杯16内之前，前一动作可能为吸样或吐样两种。当穿刺针12前一动作为吸样时，穿刺针12的针头因为与样本管内的样本发生接触，而附着有部分样本液；当穿刺针12前一动作为吐样时，穿刺针12的针头也会与反应杯16中吐出的样本液发生少量的附着。为了保证穿刺针12在每次伸入反应杯16中完成吐样操作的一致性，在穿刺针12每次伸入反应杯16内之前，都通过拭子14对穿刺针12的针头进行清洗，以使得穿刺针12在每次吐样时其针头都处于被清洗液湿润的状态。

进一步的，前述中提到，因为穿刺针12的吸样孔125处的样本处于裸漏的状态，在利用拭子14对穿刺针12的针头进行清洗时，清洗液会对吸样孔125处裸漏的样本造成稀释和污染。而为了保证穿刺针12吐样的一致性，在步骤S15中还包括：控制穿刺针12吐出第一容量的样本。一种实施例，第一容量定义为5μL，可以保证后段的样本质量满足检测需要。

可以理解的，该第一容量需要至少大于吸样孔125处所收容的体积量L，即穿刺针12在每次伸入反应杯16中进行吐样之前，都需要消耗掉第一容量大小的样本，以保证吸样孔125内的样本的一致性，进而提升本申请微量样本加样方法的精度。穿刺针12吐出的第一容量的样本会随清洗液的废液一同被第三隔膜泵15带走，因而不会对微量样本加样装置100内部造成污染。

一种实施例请参见图12，对于注射器10上设压力传感器11的微量样本加样装置100，在步骤S10“控制穿刺针12伸入样本管中吸样”时，可以包括如下子步骤：

S11、通过压力传感器11检测穿刺针12的环境压力；

S12、控制穿刺针12伸入样本管中进行吸样；

S13、通过压力传感器11检测穿刺针12的内部压力，并将内部压力与环境压力进行比较以判断穿刺针12是否吸样成功。

具体的，本部分内容在上述微量样本加样装置100吸样的时序图中已有相关描述。为了保证微量样本加样装置100能成功提取到预设体积量的样本，并达到预设的吸样精度，需要在穿刺针12伸入样本管之前先利用压力传感器11读取穿刺针12的初始环境压力值，以获取穿刺针12的环境信息。后续的，在控制穿刺针12伸入样本管中之后，可以基于获取的环境压力信息控制注射器10的吸样压力，确保穿刺针12吸取的样本体积量满足后续操作的加样需求。最后，还要再次利用压力传感器11读取穿刺针12的针孔121内的压力值，以确定穿刺针12吸样成功。可以理解的，因为穿刺针12内已经吸取了预设体积量的样本，其压力值也会随样本的吸入而产生变化。通过压力传感器11检测该压力变化以判定穿刺针12是否吸样成功，当压力传感器11未检测到压力变化，或者压力变化未达预期时，则表明穿刺针12吸样失败，可以通过后续再次控制穿刺针12吸样或及时排除故障等手段维持本申请微量样本加样装置100的正常工作，避免吸样不良造成的不必要损失。

本申请第二方面提供的样本分析仪，包括有加样单元，且该加样单元采用上述提供的各实施例微量样本加样方法控制。可以理解的，因为采用了上述的微量样本加样方法进行吸样和吐样，使得本申请第二方面提供的样本分析仪能够保证加样精度，并达到一次吸样后对多个反应杯16进行精确加样的效果。

本申请第三方面提供的计算机可读存储介质200请参见图13，包括存储有可执行程序指令的存储装置202，并配置为引起处理器201执行所述可执行程序指令时，实现本申请第一方面提供的微量样本加样方法。

具体的，一种实施例，处理器201调用存储装置202中存储的程序指令，执行以下操作：

控制穿刺针12伸入样本管中吸样；

控制吸样后的穿刺针12伸入反应杯16中，且穿刺针12的针尖122与反应杯16的杯底161相接触；

控制穿刺针12朝向反应杯16的杯底161吐出样本。

在一种实施例中，处理器201调用存储装置202中存储的程序指令，在控制吸样后的穿刺针12伸入反应杯16中，且穿刺针12的针尖122与反应杯16的杯底161相接触时，执行以下操作：

通过传感器检测穿刺针12的针尖122的压力，或

通过传感器检测穿刺针12相对于杯底161的位移，以控制穿刺针12的针尖122与反应杯16的杯底161接触。

在一种实施例中，处理器201调用存储装置202中存储的程序指令，在控制穿刺针12朝向反应杯16的杯底161吐出样本之后，执行以下操作：

控制穿刺针12停留第一时长，以使得样本与杯底161接触。

在一种实施例中，处理器201调用存储装置202中存储的程序指令，在控制穿刺针12朝向反应杯16的杯底161吐出样本时，执行以下操作：

控制穿刺针12吐样的容量为样本剂量与定量偏差之和，其中定量偏差通过测试获得。

在一种实施例中，处理器201调用存储装置202中存储的程序指令，执行以下操作：

控制穿刺针12伸入样本管中吸样；

控制吸样后的穿刺针12依次伸入多个反应杯16中且针尖122与各个反应杯16的杯底161接触；

控制穿刺针12依次朝向各个杯底161吐出样本。

在一种实施例中，处理器201调用存储装置202中存储的程序指令，在控制穿刺针12伸入反应杯16内之前，执行以下操作：

控制拭子14用清洗液清洗针头。

进一步的，在本实施例中，处理器201还可以调用存储装置202中存储的程序指令，执行以下操作：

控制穿刺针12吐出第一容量的样本。

在一种实施例中，处理器201调用存储装置202中存储的程序指令，在控制穿刺针12伸入样本管中吸样时，执行以下操作：

通过压力传感器11检测穿刺针12的环境压力；

控制穿刺针12伸入样本管中进行吸样；

通过压力传感器11检测穿刺针12的内部压力，并将内部压力与环境压力进行比较以判断穿刺针12是否吸样成功。

存储装置202可以包括易失性存储装置(volatile memory)，例如随机存取存储装置(random-access memory，RAM)；存储装置202也可以包括非易失性存储装置(non-volatile memory)，例如快闪存储装置(flash memory)，固态硬盘(solid-state drive，SSD)等；存储装置202还可以包括上述种类的存储装置的组合。

处理器201可以是中央处理器(central processing unit，CPU)。该处理器201还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

图14示意了本申请第四方面提供的微量样本加样装置100的框架结构，具体包括注射器10和穿刺针12。微量样本加样装置100的具体结构可以参见上述各实施例中的描述，穿刺针12内具有连通于注射器10的针孔121，注射器10通过改变针孔121的压力以实现穿刺针12的吸样和吐样。穿刺针12的针头处设置有斜切的开口，以形成吸样孔125和针尖122，其中吸样孔125用于吸样和吐样，针尖122用于穿透样本管的管帽。

对于本申请微量样本加样装置100，需要定义其吸样孔125最高处与针尖122之间的第一距离h满足条件：0.5mm≤h≤1.7mm。前述中提到，因为微量样本加样装置100在进行3μL至5μL的微量样本加样时，样本液滴在竖直方向上的直径d通常小于2mm，因此吸样孔125的最高处与针尖122之间形成的第一距离h满足条件0.5mm≤h≤1.7mm时。能够保证穿刺针12在进行微量样本吐样时使得样本液滴与杯底161形成接触和附着。

一种实施例，斜切的开口与竖直方向形成的第一夹角α也满足条件：25°≤α≤60°。可以平衡吸样孔125的吐样速度与针尖122的穿刺能力。

本申请第五方面提供的样本分析仪包括上述的微量样本加样装置100。

需要提出的是，第三方面提供的计算机可读存储介质200、第四方面提供的微量样本加样装置100、以及第五方面提供的样本分析仪因为都采用了本申请第一方面提供的微量样本加样方法进行控制，或配置为适用于本申请第一方面提供的微量样本加样方法，因此上述三方面主体中各个实施例的展开，可以参见上述微量样本加样方法中各对应实施例的解释来实现。同时也使得本申请第三至第五方面提供的计算机可读存储介质200、微量样本加样装置100以及样本分析仪也同样具备了实现样本的精确加样，并提高工作效率的效果。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种微量样本加样方法，其特征在于，用于加载样本的穿刺针在针头处设置有斜切的开口，以形成吸样孔和针尖，所述吸样孔用于吸样和吐样，所述针尖用于穿透管帽，所述方法包括如下步骤：

控制所述穿刺针伸入样本管中吸样；

控制吸样后的所述穿刺针伸入反应杯中，且所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触；

控制所述穿刺针朝向所述反应杯的杯底吐出样本。

2.如权利要求1所述的微量样本加样方法，其特征在于，在控制所述穿刺针伸入样本管中吸样之前，还包括：

基于加载的样本剂量设置所述斜切的开口的高度，以使得所述吸样孔最高处与所述针尖之间的第一距离h小于所述样本液滴沿竖直方向上的直径。

3.如权利要求2所述的微量样本加样方法，其特征在于，在设置所述斜切的开口的高度时，还包括：

控制所述斜切开口与竖直方向之间的夹角和所述穿刺针的针孔直径来控制所述斜切的开口的高度。

4.如权利要求2所述的微量样本加样方法，其特征在于，所述第一距离h满足条件：0.5mm≤h≤1.7mm。

5.如权利要求1所述的微量样本加样方法，其特征在于，所述控制所述穿刺针伸入反应杯中，且所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触，包括：

通过传感器检测所述穿刺针的针尖压力或所述穿刺针相对于所述杯底的位移，以控制所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触。

6.如权利要求1所述的微量样本加样方法，其特征在于，所述控制所述穿刺针朝向所述杯底吐出样本之后，包括：

控制所述穿刺针停留第一时长，以使得所述样本与所述杯底接触。

7.如权利要求6所述的微量样本加样方法，其特征在于，所述控制所述穿刺针朝向所述杯底吐出样本时，还包括：

控制所述穿刺针吐样的容量为所述样本剂量与定量偏差之和，其中所述定量偏差通过测试获得。

8.如权利要求1所述的微量样本加样方法，其特征在于，当需要向多个反应杯吐样时，所述控制所述吸样后的穿刺针伸入反应杯中，且所述穿刺针的针尖与所述反应杯的杯底接触的步骤包括：

控制所述吸样后的穿刺针依次伸入多个所述反应杯中且所述针尖与各个所述反应杯的杯底接触；

所述控制所述穿刺针朝向所述杯底吐出样本的步骤包括：控制所述穿刺针依次朝向各个所述杯底吐出样本。

9.如权利要求1-8任一项所述的微量样本加样方法，其特征在于，所述穿刺针的外围设有清洗用拭子，所述穿刺针处于未工作的初始位置时，所述针头收容于所述拭子内，在所述控制所述穿刺针伸入所述反应杯之前，还包括：

控制所述拭子用清洗液清洗所述针头。

10.如权利要求9所述的微量样本加样方法，其特征在于，所述控制所述拭子用清洗液清洗所述针头时，还包括：

控制所述穿刺针吐出第一容量的所述样本。

11.如权利要求1-8任一项所述的微量样本加样方法，其特征在于，所述穿刺针的针孔连通至注射器，且所述注射器上设压力传感器，所述控制所述穿刺针伸入样本管中吸样时，包括：

通过所述压力传感器检测所述穿刺针的环境压力；

控制所述穿刺针伸入所述样本管中进行吸样；

通过所述压力传感器检测所述穿刺针的内部压力，并将所述内部压力与所述环境压力进行比较以判断所述穿刺针是否吸样成功。

12.一种样本分析仪，其特征在于，所述样本分析仪包括加样单元，且所述加样单元采用如权利要求1-11任一项所述的微量样本加样方法控制。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有可执行指令，并配置为引起处理器执行所述可执行指令时，实现权利要求1-11任一项所述的微量样本加样方法。

14.一种微量样本加样装置，其特征在于，包括：

注射器；

穿刺针，内含连通于所述注射器的针孔，所述注射器通过改变所述针孔的压力以实现所述穿刺针的吸样和吐样，所述穿刺针的针头处设置有斜切的开口，以形成吸样孔和针尖，所述吸样孔用于吸样和吐样，所述针尖用于穿透管帽，所述吸样孔最高处与所述针尖之间的第一距离h满足条件：0.5mm≤h≤1.7mm。

15.如权利要求14所述的微量样本加样装置，其特征在于，所述斜切的开口与竖直方向形成第一夹角α，所述第一夹角α满足条件：25°≤α≤60°。

16.一种样本分析仪，其特征在于，所述样本分析仪包括如权利要求14或15所述的微量样本加样装置。

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