CN115735108A - 使用可移置塞的流体优化和污染物容纳装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种流体样本优化装置，用于优化由流体收集装置从流体源收集的流体样本，其中该流体样本的第一部分可能具有污染物。该装置包括配置成与流体源连接的入口、配置成与流体收集装置连接的出口、连接在入口和出口之间的样本路径，以及连接在入口和出口之间的污染物容纳储器。该污染物容纳储器在出口附近具有透气流体阻器，并且被布置成接收来自流体源的流体样本的第一部分以移走其中的空气，使得在接收到流体样本的第一部分并且在污染物容纳储器中容纳污染物时，当在入口和出口之间施加后续压差时，流体样本的后续部分通过样本路径从入口传送到出口。该流体样本优化装置还可以包括位于入口和样本路径之间的可移置塞，其可以被后续压差移位，以允许流体的后续部分被传送通过该样本路径。

Description

使用可移置塞的流体优化和污染物容纳装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月1日提交的美国临时申请No.63/033,196的权益。该申请的通过引用以其整体并入本文。

背景技术

菌血症是在血液中存在微生物。另一方面，脓毒症是存在临床症状和诸如发烧、心动过速、呼吸急促和低血压的体征的菌血症。菌血症和脓毒症与高死亡率、发病率和住院时长以及相关费用的增加有关。许多菌血症、脓毒症、真菌血症和其他病原体实际上发生在医院或其他医疗机构内，导管和静脉穿刺是这些病原体的潜在携带者的污染源。

血培养是用于检测患者血液中与菌血症和脓毒症相关的微生物病原体的标准测试。术语血培养是指从外周部位或中央或动脉管路进行的单次静脉穿刺，将血液接种到一个或多个血培养瓶或容器中。一瓶被认为是血培养，而两瓶或更多瓶被视为一组。多组可以从多个静脉穿刺获得并且与患者的不同部位相关联。

这些方法允许进行微生物鉴定和敏感性测试，这是管理脓毒症的关键组成部分，但是缺乏快速结果和对苛刻病原体的敏感性降低已引起改进的系统和辅助分子或蛋白质组测试的发展。

收集血样以进行血培养是现代患者护理的重要组成部分，且它可以通过提供准确的诊断对患者的结果产生积极影响，或者可能通过延长不必要的抗菌治疗、住院时长和增加费用而不利地影响结果。

血培养物收集的一个结果是污染。血培养污染可导致假阳性培养结果和/或显着增加医疗保健相关费用。血培养污染的源包括皮肤消毒不当、收集管灭菌不当，以及可能会扭曲结果的最初抽血的污染。

血培养收集套件通常包括如BD、Smiths、B.Braun等公司提供的“蝴蝶”装置、输液装置或其他类型的静脉穿刺装置，以及需氧和厌氧血培养瓶。根据测试要求，可用各种不同的瓶。这些瓶专门设计用于优化需氧和厌氧生物两者的回收。在传统的套件中，使用的瓶通常被称为“Vacutainer”，它是由无菌玻璃或塑料管制成的具有封闭件的血液收集管，其被抽空以在管内产生真空，以便于抽取预定容积的液体，例如血。

假阳性血培养通常是采样技术不佳的结果。它们导致在不需要时使用抗生素，增加医院成本和患者焦虑。血培养物从穿入皮肤的针刺抽取，然后附连Vacutainer来收集血样。穿刺部位及其周围的皮肤区域的灭菌不当或不完全可能会造成污染。它也可能发生在插入期间针在皮肤上的取芯，取芯的皮肤细胞和任何相关的污染物被拉入样本中。

通过皮下注射针的血流是层流，且因此，当对皮下注射针施加压降时，可以在流管上形成速度梯度。强力吸血或使用非常小的皮下注射针，都可能导致血红细胞的溶解和钾释放，从而使血样异常。

在其他情况下，一些患者具有细小的静脉，其可能会在压降或真空下塌陷，特别是当针对患者的情况而言注射器的柱塞被抽出太快而施加压降或真空时。由于事先不可能知道这种情况，因此这种静脉塌陷是一种风险并且很难控制。

已经实施了各种策略来降低血培养污染率，例如在无菌收集技术方面对员工进行培训、在污染率方面进行反馈以及血培养收集套件的实施。虽然皮肤消毒可以减轻污染负担，但20％或更多的皮肤生物位于真皮深处，不受消毒影响。在瓶接种前更换针是不可取的，因为它会增加获得针刺伤的风险，而不会降低污染率。

一些用于减少血培养污染的常规系统和技术包括丢弃从中心静脉导管、静脉穿刺和其他血管通路系统中取出的血液的初始等分试样(aliquot)。然而，这些系统需要用户机械地操纵血管内装置，或者需要难以确保被遵循的一系列复杂步骤。

最近的创新提出了通过利用基于美国专利号9,820,682的方法来减少血液污染物的新方法。'682专利利用患者自身的血压来控制血液污染，方法是允许最初等分的血液流入通向大气的通道。虽然这种方法效果很好，但如果患者的血压过低，可能会导致污染物容器的填充时间过长。

美国专利公开No.2019/0365303中公开的另一种方法—其似乎受到'682专利概念的启发，利用来自注射器或真空瓶的真空压力，以及溶解膜、流动控制器或流动限制器，以及其他机械移动部件以减少血样污染。这种方法—虽然其可能消除污染物容纳储器的填充时间延长，而污染物容纳储器的填充时间延长可能因依赖患者血压作为驱动机制而发生，但在第二通道(采样通道)中呈现其他问题。首先，溶解材料可能会影响样本测试结果，并且理解难以评估可能发生的所有潜在测试变化。其次，'303公开中描述的流动控制器或流动限制器会阻碍流动，并且此类限制可能会产生溶血，其会对测试结果产生负面影响。此外，流动限制伴随着填充流体收集装置的等待时间的可能增加，这也是不希望的。

发明内容

本文件描述了一种非通气体液样本优化装置和系统，用于血液采样或血培养收集系统。根据本文所述的实施方式，装置没有永久附连、静态定位的移动部件，例如阀、状态转换开关或分流器，或从一种操作模式移动、变化或转换到另一种操作模式或者从一种状态移动、变化或转换到另一种状态的其他机构。

一方面，描述了一种流体样本优化装置，用于优化由流体收集装置从流体源收集的流体样本，其中流体样本的第一部分可能具有污染物。该流体样本优化装置包括配置为与流体源连接的入口、配置为与流体收集装置连接的出口以及连接在入口和出口之间的样本路径。该流体样本优化装置还包括连接在入口和出口之间的污染物容纳储器。污染物容纳储器具有靠近出口的透气流体阻器，并且被布置成当在入口和出口之间施加压差时接收来自流体源的流体样本的第一部分，以通过透气流体阻器和出口移走其中的空气，使得在接收到流体样本的第一部分并且污染物容纳在污染物容纳储器中时，当在入口和出口之间施加后续压差时，流体样本的后续部分可以通过样本路径从入口传送到出口。流体样本优化装置还可以包括在入口和样本路径之间或在样本路径中的可移置塞，其可以被后续压差移位，以允许流体的后续部分被输送通过样本路径。

另一方面，流体样本优化装置包括配置成与流体源连接的入口，以及配置成与流体收集装置连接的出口，流体收集装置在入口和出口之间提供负压差。流体样本优化装置还包括连接在入口和出口之间的样本路径，入口和样本路径之间的连接处具有可移置塞，该塞被配置成抑制流体样本的第一部分的至少一部分和污染物进入样本路径。流体样本优化装置还包括连接在入口和出口之间的污染物容纳储器，并且其包括靠近出口的空气可渗透流体阻器。当在入口和出口之间施加压差时，污染物容纳储器被布置成接收来自流体源的流体样本的第一部分以通过透气流体电阻器和出口移走其中的空气，使得在接收流体样本的第一部分并将污染物容纳在污染物容器纳储中，在入口和出口之间施加后续压差时，后续流体样本部分可以移动可移置塞并通过样本路径从入口被传送到出口。

一个或多个实施例的细节在附图和下面的描述中阐述。其他特征和优点将从描述和附图以及权利要求中显而易见。

附图说明

现在将参考以下附图详细描述这些和其他方面。

图1示出了血样优化系统。

图2示出了根据备选实施方式的血样优化系统。

图3示出了根据另一备选实施方式的血样优化系统。

图4示出了根据另一备选实施方式的血样优化系统。

图5示出了根据另一备选实施方式的血样优化系统。

图6示出了根据备选实施方式的血样优化系统。

图7是用于优化血培养质量的方法的流程图。

图8A-8E示出了根据一些实施方式的用于未污染血液采样的血液隔离系统。

图9示出了用于血液隔离系统中的通路分流器。

图10A-10D示出了根据备选实施方式的用于未污染血液采样的血液隔离系统。

图11A-11E示出了根据其他备选实施方式的用于未污染血液采样的血液隔离系统。

图12A-12D示出了根据又一备选实施方式的包括血液隔离装置的血样优化系统。

图13A-13D示出了根据又一备选实施方式的血样优化系统1300。

图14A-14E示出了血液采样系统的又一实施方式，用以隔离初始等分试样或样本的污染物，以减少血培养物或对患者血样进行的测试中的假阳性。

图15A-15G示出了根据又一实施方式的血液隔离装置及其使用方法。

图16A-16D示出了根据又一实施方式的血液隔离装置。

图17A-17E示出了用于血液隔离装置的壳体的底部构件。

图18A-18F示出了用于血液隔离装置的壳体的顶部构件。

图19A和19B示出了具有与底部构件配合的顶部构件的血液隔离装置。

图20显示了包括血液隔离装置的血样优化系统。

图21示出了使用芯吸材料室的非通气血液隔离装置。

图22A和22B示出了用于在血液隔离装置的隔离室中隔离血液的过滤器的材料构成。

图23A-23E示出了使用来自血液收集装置的真空力的血液隔离装置的另一种实施方式。

图24A-24D示出了血液优化系统和血液隔离装置的另一种实施方式。

图25A-25D示出了血液优化系统和血液隔离装置的另一种实施方式。

图26A-26E示出了血液优化系统和血液隔离装置的另一种实施方式。

图27A-27D示出了血液优化系统和血液隔离装置的另一种实施方式。

图28A-28F示出了血液优化系统和血液隔离装置的另一种实施方式。

图29A-29C示出了血液优化系统和血液隔离装置的另一种实施方式。

图30A-30G示出了血液优化系统和血液隔离装置的另一种实施方式。

图31示出了根据本文描述的实施方式的非通气流体污染物样本优化装置；

图32A-32C示出了与本文描述的实施方式一致的具有壳体、透气流体屏障和可移置塞的流体样本优化装置。

图33A-33D示出了与本文描述的实施方式一致的流体样本优化装置。

图34A-34C示出了以球或圆形物体的形式显示的可移置塞或阻塞件的多种备选实施方式。

图35A和35B示出了以盘的形式显示的可移置塞或阻塞件的多种备选实施方式。

图36A-36C示出了与本文所述的装置一致的可移置塞或阻塞件的另外的多种备选实施方式。

图37A和37B显示了塞移位后流体流动的流体路径的变化；且

图38A-38C示出了与本文描述的实施方式一致的另一种流体样本优化装置。

各图中相似的参考符号表示相似的元件。

具体实施方式

本文件描述了用于减少或消除收集的血样中的污染物的流体样本优化系统和方法，这反过来减少或消除了血培养或收集的血样的其他测试中的假阳性读数。在一些实施方式中，血样优化系统包括用于通过血管进入患者血流的患者针、用于将血样提供至血液收集容器—例如抽空的血液收集容器或管，如Vacutainer^TM(真空采血管)等—的样本针，或其他采样装置，以及流体样本优化装置，用于在第一量的流体样本(例如血样)中包含可能的污染物。随后，允许各种量的流体样本绕过第一量，从而在第一量中包含任何污染物，同时在后续量的流体中在流体样本中提供更少直至零污染物。

图1示出了根据一些实施方式的血样优化系统。该系统包括患者针1用以刺破患者的皮肤以进入患者的静脉和其中的血液。该系统还包括样本针(即，与Vacutainer^TM等一起使用的可重新密封封闭的针)5，其可包含在可重新密封的套管10、Luer启动的阀或其他收集接口或装置中并最初由其密封。可通过应用Vacutainer^TM瓶(未示出)将可重新密封的套管10推到样本针5一边或周围来抽取患者血液。该系统可进一步包括通向样本针5的低容积室30，但也包括通向由壳体50形成的隔离室55的孔口或一个或多个通道45。

隔离室55是用于接收和保持患者血液的第一等分试样的室、通道、通路、锁或其他结构，其可以是预定的量或测定的量，这取决于隔离室55的容积。与后续抽血相比，第一次抽血通常含有或更容易含有引起菌血症和脓毒症或其他病原体的生物(organism)。隔离室55可以是封装在坚固的壳体中的容器，由壳体本身形成或限定，或者可以实施为管道或内腔。隔离室55，无论如何形成和实施，都可以具有预定容积。在一些实施方式中，所述预定容积可以基于患者针的容积，即范围从小于患者针的容积到高达或为患者针容积的20倍或更多倍的任何容积。隔离室55的预定容积还可以被制作为节约或最小化将要隔离和处理的血液量。

隔离室55可以形成、包含或容纳在室壳体50中，并且可以由塑料、橡胶、钢、铝或其他合适的材料制成。例如，隔离室55可以由柔性管道或其他弹性材料形成。隔离室55还包括允许空气离开隔离室55的透气血液屏障20。如本文所用，术语“透气血液屏障”是指透气但基本上血液不可渗透的物质、材料或结构。示例可包括疏水膜和涂层、与疏水膜或涂层组合的亲水膜或涂层、筛网、过滤器、机械阀、抗微生物材料或允许空气从隔离室55中移走(在它填充了血液时)的任何其他装置。在各种示例性实施例中，透气血液屏障可由一种或多种材料形成，该材料允许空气通过直到与液体接触，然后这种材料变得完全或部分密封以防止或抑制空气和/或液体的通过。换句话说，在与液体接触之前，该材料形成了透气的屏障。在与液体接触后，该材料基本上或完全阻止空气和/或液体进一步通过。

孔口或通道45可以是任何期望的长度、横截面形状或尺寸，和/或可以形成为以任何期望的角度或取向离开低容积室30。孔口或通道45还可包括单向瓣或阀60，其将血样的初始等分试样保持在隔离室55内。在一些特定实施方式中，孔口或通道45可包括“压筘舌”或瓣阀60等，用于血液从低容积室30到隔离室55的单向流动。透气血液屏障20也可以由允许空气离开但然后在与血液接触时密封的材料构成，从而不允许外部空气进入隔离室55。这种密封将消除对阀的需要。

阀60可以是任何类型的阀或关闭机构。室30被设计成几乎不保持残留的血液，并且可以被设计成适于保持特定体积的血液或允许特定体积的或特定速率的血液以穿过进入隔离室55。同样，隔离室55也可以包括任何类型的涂层，例如抗微生物涂层，或有助于识别和/或诊断抽取的第一隔离血液的成分的涂层。

壳体50和40可以由任何合适的材料形成，包括塑料，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或其他热塑性或聚合材料、橡胶、钢或铝。透气血液屏障20可以包括提供颜色的物质或其他信号发生机构，其在与来自初始抽血的血液接触时、或当空气移走被停止时、或在与隔离室中的血液的事件的任何组合时被激活55。该透气屏障还可包括外层，例如疏水膜或盖，其抑制或防止过滤器被外部流体源、飞溅等导致的无意或过早密封。隔离室55也可为半透明或透明的以使用户能够目视确认已填充了室。

图2示出了根据一些备选实施方式的血样优化系统。在图2中所示的实施方式中，隔离室55或废液室围绕患者针1，开口套或壳体与废液室连接，并环绕样本针壳体底座和壳体。患者针1和样本针5通过套管56连接在一起，从而形成贯穿其中的连续抽血通道。套管56包括从抽血通道通向隔离室55的单个孔口或通道。在其他实施方式中，该装置可以包括多于一个的单个孔口或通道。每个孔口或通道都可以包括单向阀，并且可以针对预定的血流量设置尺寸和调整。

隔离室55包括透气血液屏障。过滤器还可以包括传感器或指示器，以分别感测和/或指示何时已在隔离室55中收集了预定体积的血液。该指示将警告用户将抽空的血液收集管或瓶，例如Vacutainer^TM，附连到样本针5。隔离室55的壳体可以是任何尺寸或形状，并且可以包括任何类型的材料以在其中限定内部空间或容积。所述内部空间最初仅充有空气，但也可以涂有试剂或物质，例如去污剂、凝固剂等。一旦抽空的血液收集管附连到样本针5，血液将自动通过抽血通道和样本针5流入患者针1，且进入瓶中。样本针5被可重新密封的套管、涂层或膜覆盖，当血液收集瓶未附连在样本针上或未附连至样本针时，所述可重新密封的套管、涂层或膜密封该样本针。

图3示出了根据一些备选实施方式的血样优化系统。在所示的实施方式中，样本针5被可重复密封的套管或膜包围，并且进一步与患者针1连接。通过样本针和患者针形成血流通道。样本针和患者针之间的连接包括“T”或“Y”连接器102，其包括从主血流通道通向隔离室104的通道、端口或孔。

T或Y连接器102可包括瓣或单向阀，并且具有尺寸设置为且适合于预定血液流速的开口。隔离室104可以由管道形成，或由坚固的壳体形成，并且最初充有空气。隔离室104将接收自动流出—即在患者自身血压的压力下—患者的血液。隔离室104包括透气血液屏障106，优选地位于形成隔离室104的管道的远端，并且隔离室104在近端连接到T或Y连接器102。T或Y连接器102可以任何期望的角度分支，以便有最高效的血流，并且可以被形成为以便最小化所述孔和通道与主血流通道之间的界面，以便最小化或消除初始等分试样的血液与主抽血样本的混合。

在一些备选实施方式中，样本针可以固定到任何长度的管道，如图4中所示，在其相对端连接到T或Y连接器102。隔离室104可以是任何形状或容积，只要它在初始等分试样中包含预定量的血样即可。T或Y连接器102还可包括平行于主血流通道的开口或通道。透气血液屏障还可以包括指示器107或其他机构来指示何时预定量的血液已被收集在隔离室中，或何时被排出的空气达到特定阈值，即达到零。该管道还可包括夹109，其可用于夹断和防止流体流过其中。

一旦透气血液屏障和主室被密封，血液的初始等分试样就被捕获在隔离室104中，且诸如Vacutainer^TM瓶的抽空的血液收集管可以附连到样本针5以获得样本。可以移除该血液收集管，且样本针5将被重新密封。然后可以附连任意数量的后续血液收集管以用于进一步抽血或采样。在完成所有的血液抽取后，所述系统可以被丢弃，而血液的初始等分试样留在隔离室104中。

图5示出了根据一些备选实施方式的血样优化系统。在所示的实施方式中，样本针5通过管道与患者针连接。“T”或“Y”连接器120沿着管道在任何期望的位置被添加，并且包括基本上如上所述的通向隔离室204的孔口、端口或通道。

图6示出了根据一些备选实施方式的血样优化系统，其中形成为主收集通道的隔离室304接收血液的初始等分试样，并且布置为邻近血液采样通道。隔离室304可以环绕血液采样通道、患者针1和/或样本针5。主收集通道可以包括T或Y连接器120，或其他类型的孔或通道。隔离室304包括透气血液屏障，其还可以包括与诸如血液的流体接触的指示器，如上所述。

在一些实施方式中，患者针1或样本针5任一个或两者都可以由Luer锁公或母连接器代替。然而，在各种实施方式中，血样优化系统的样本针端处的所述连接器最初是密封的，以允许将血液的初始等分试样转移到隔离室，该隔离室的压力设定在环境气压并包括透气血液屏障的空气出口。以这种方式，系统被动地和自动地使用患者自身的血压来克服隔离室的环境气压，以通过透气血液屏障推出空气并且用血液移走隔离室中的空气。

图7是用于优化血培养质量的示例性方法的流程图。在702，临床医生将针放入患者的静脉中。在704，血液则流入隔离室，将隔离室中的空气通过透气血液屏障推出该隔离室。在一些实施方式中，隔离室的容积从小于0.1至大于5立方厘米(cc)，或更多。隔离室的大小设置为且适合于收集血样的第一部分，其比血样的第二部分和其他后续部分或后续抽取更容易受到污染。由于隔离室具有透气血液屏障-从患者静脉推出的血液可以通过该透气血液屏障将空气移走，这样的血液会自然地和自动地流入隔离室，然后被吸入或以其他方式进入Vacutainer(真空采血管)或其他瓶以便接收和储存血样。

当隔离室充满时，血液将聚集在透气血液屏障处或以其他方式与透气血液屏障接触，这将抑制或阻止血液从中通过。在706，当血液与透气血液屏障的整个内表面区域发生接触时，透气血液屏障于是关闭并且空气不再流出或流入。在708，可以向临床医生提供指示器或者临床医生可以看到充满的室，以指示可以附连抽空的血液收集管，例如Vacutainer^TM。该指示器可以包括主室的可见性以查看它是否充满，例如血液屏障改变颜色，或其他指示器。隔离室的填充时间可以基本上是瞬时的，所以这样的指示器，如果存在的话，可能只是隔离室被填满。

在抽空的血液收集管被附连之前，针、采样通道和隔离室之间的连通通过隔离室血液屏障的密封而受限制，从而不允许空气穿过隔离重新进入该系统。还可以利用机械扭转或其他运动、小孔口或曲折通路来实现所述连通路径的密封，从而消除了临床医生对单独的阀或机械运动或操作的需要。在710，一旦抽空的血液收集管被移除，则自密封膜关闭样本针，并且在712，可以附连额外的后续的抽空的血液收集管。一旦已经采集了样本，在714，装置就从患者身上移除并被丢弃。

图8A-8E示出了根据一些实施方式的用于未污染血液采样的示例性血样优化系统800。血样优化系统800包括可以连接到管道、患者针(或两者)或其他血管或静脉进入装置的入口端口802，以及具有通向隔离室管道806的第一出口和通向样本收集管道808的第二出口的通路分流器804。隔离室管道806和样本收集管道808之一或两者可由管道形成。在一些实施方式中，隔离室管道806的尺寸被设计成包含特定体积的初始血样。一旦隔离室管道806被填充，样本收集管道808将接收血样。样本收集管道808可以连接到Vacutainer^TM底座或壳体810，或其他血样收集装置。

血液隔离系统800还包括血液隔离装置812，如图8B-8D中更详细显示的，其包括壳体818，该壳体818包括采样通道820，该采样通道820限定用于未污染样本收集管道808的通路或在任一端连接至未污染样本收集管道808。采样通道820可以弯曲通过壳体818，以便在沿未污染样本收集管道808的位置处更好地固定和稳定壳体818。

血液隔离装置812进一步包括与隔离室管道806或其他室连接的隔离室822。隔离室822终止于透气血液屏障824处。透气血液屏障824还可以包括着色剂，该着色剂在与血液完全接触后变成不同的颜色，作为可以启动定期血样(即未污染血样)收集的指示剂。可以使用其他指示器，例如小灯、发声机构等。在一些实施方式中，透气血液屏障与隔离室822的方向成直角定位，但可以以任何距离或取向定位，以节省用于壳体818的空间和材料。壳体818及其内容物可以由任何刚性或半刚性材料或材料组构成。

图9示出了用于血液隔离系统—例如，诸如图8A–8E中所示的那些—中的通路分流器900。通路分流器900包括入口端口902、主线出口端口904和隔离通道出口端口906。入口端口902可以连接到主管道，主管道又连接到患者针系统，或直接连接到患者针。主线出口端口904可以连接到主线管道，到血液采样系统，例如Vacutainer(真空采血管)底座或壳体，或者直接连接到这样的血液采样系统。隔离通道出口端口906可以连接到隔离管道，用于接收和隔离第一血样，直到测量的量或预定阈值。备选地，隔离通道出口端口906可连接至隔离室。隔离通道出口906优选与主线出口端口904成20-70度角，主线出口端口904又优选与入口端口902对齐。一旦预定量的初始血样被隔离在隔离管道或室中，根据本文所述的机制和技术，随后的血样将流入入口端口902并直接流出主线出口端口904，而不受阻挡。

图10A-10D示出了根据备选实施方式的血液隔离装置1000。血液隔离装置1000包括入口端口1002、主出口端口1004和隔离通道端口1006。入口端口1002可连接至患者针或相关管道。主出口端口1004可以连接到血样收集装置，例如Vacutainer(真空采血管)、相关管道或Luer启动的阀等。隔离通道端口1006从主出口端口1004分流到隔离室1008。在一些实施方式中，隔离室1008形成为位于壳体或其他容器1001内的螺旋通道。

基本上如上所述，隔离室1008在远端处连接到透气血液屏障1010。隔离室1008中的空气通过透气血液屏障1010由被引导到隔离通道端口1006中的血液的初始等分试样移走。一旦隔离室1008被填充，就可以进行通过主出口端口1004的进一步血液抽取，这些样本将不会受污染。

图11A-11E示出了根据其他备选实施方式的血液隔离装置1100。血液隔离装置1100包括类似于上述入口端口的入口端口1102、主出口端口1104和从主出口端口1104和入口端口1102分离的隔离通道端口1106。隔离通道端口连接到隔离室1108。在图11A-11E中所示的实施方式中，血液隔离装置包括其中具有通道的承座构件1101，其用作隔离室1108。通道可以形成为穿过承座构件1101的曲折路径，承座构件1101又被成形并形成为以便搁置在病人的肢体上。

隔离室1108的一部分可以从承座构件突出或靠近承座构件的顶面，就在离开透气血液屏障1110之前，以用作血液隔离指示器1109。指示器1109可以由透明材料或与血液接触时会变色的材料形成。

在一些实施方式中，血液隔离装置1100可以包括血液采样装置1120，例如常闭针、Vacutainer^TM罩或其他收集装置。为了高效和便利，血液采样装置1120可以与血液隔离装置1100一起制造和销售，从而可以隔离可能被患者针插入过程污染的血液的第一等分试样。此后，血液采样装置1120可以抽取未污染的血样，以降低假阳性检测的风险，且确保样本未污染。

图12A-12D示出了根据又一备选实施方式的血样优化系统1200。系统1200包括血液隔离装置1202，用于附连到血液采样装置1204，例如Vacutainer^TM或其他收集和采样装置。血液隔离装置1202被配置和布置成在Vacutainer^TM容器或小瓶附连到血液采样装置1204的收集针上之前接收第一等分试样或第一量的血液，并将该第一等分试样或第一量的血液隔离在血液隔离装置1202的隔离通道。

在一些实施方式中，血液隔离装置1202可以包括入口端口1212、主出口端口和隔离通道端口。入口端口1212可以连接到患者针或相关管道。主出口端口1214可以连接到常闭针或装置，以实现与抽空的血液收集容器或其他收集装置的连接，例如Vacutainer^TM、相关管道、鲁尔连接器、注射器、Luer启动的阀等。隔离通道端口从主出口端口分离到隔离室1218。

在一些实施方式中，隔离室1218形成为隔离装置1202的主体内的通道。隔离室1218可以是蜿蜒的通道，例如U形通道、S形通道、螺旋形通道，或任何其他蜿蜒的通道。隔离装置1202可包括壳体或其他容纳体，以及形成于其中的一个或多个通道。如图12A和12B中所示，隔离装置1202包括主体1206和帽1208。主体1206形成有一个或多个腔或通道，其进一步形成有从帽1208延伸的一个或多个臂1210，并且其邻接主体1206中的腔或通道，以形成主收集端口和主出口端口。

图13A-13D示出了根据又一备选实施方式的血样优化系统1300。该系统1300包括血液隔离装置1302，用于附连到血液采样装置1304，例如Vacutainer或其他体液收集和采样装置。血液隔离装置1302被配置和布置成在Vacutainer容器或小瓶附连到血液采样装置1304的收集针之前接收第一等分试样或第一量的血液，并在血液隔离装置1302的隔离通道中隔离该第一等分试样或第一量的血液或其他体液。

血液隔离装置1302包括具有入口端口1314、主出口端口1312和隔离通道端口1316的壳体1301。入口端口1314可以连接到患者针或相关联的管道。主出口端口1312可以连接到常闭针或装置，以实现与抽空的血液收集容器或其他收集装置的连接，例如Vacutainer^TM、相关管道、鲁尔连接器、注射器、Luer启动的阀等。隔离通道端口1316从主入口端口1314分流到隔离室1318。

在图13A-D中所示的实施方式中，隔离室1318形成为壳体1301内的腔或室，或由限定壳体1301的壁形成。隔离室1318可以是蜿蜒的通道，例如U形通道、S形通道、螺旋通道或任何其他蜿蜒的通道，其由壳体1301与帽1307的协作和连接限定，该帽1307可包括突起1305，其为隔离室1318中的蜿蜒的通道提供一个或多个壁或导向器。帽1307的突起1305可以是直的或弯曲的，并且可以具有嵌入其中的各种通道、孔或凹槽，并且可以从帽1307以任何角度或取向延伸。当帽1307与壳体1301连接以完成隔离室1318的形成时，突起1305形成蜿蜒的通道的至少一部分，以在形成于隔离室1318中的隔离通道中且由蜿蜒的通道来隔离第一等分试样或第一量的血液或其他体液。

隔离室1318包括基本上如上所述的透气血液屏障1310。隔离室1318中的空气通过透气血液屏障1310被由患者的血压提供到隔离室1318中的初始等分试样的血液移走。一旦隔离室1318被填满并且隔离室1318中的空气被移走，患者的血压将不足以驱动或提供更多血液进入血液隔离装置1302，特别是出口端口1312，直到提供力—例如真空或其他压力(例如由血样收集装置—如Vacutainer提供)，以便抽出下一个等分试样或量的血液或体液。可以完成通过主出口端口1312的进一步血液抽取，其中这些样本将不会被污染，因为任何污染物将与第一等分试样的血液一起被隔离在隔离室1318中。

图14A-14E示出了血液采样系统1400的又一实施方式，该血液采样系统1400用来隔离初始等分试样或样本的污染物以减少血培养或对患者血样进行的测试中的假阳性。血液采样系统1400包括可以连接在血样收集装置1403和患者针(未示出)之间的血液隔离装置1401。血样收集装置1403可以是Vacutainer等。血液隔离装置1401包括入口端口1402，该入口端口1402可以与患者针连接，该患者针被插入患者的血管系统中以用于进入和抽取血样。入口端口1402也可以与管道或其他导管连接，管道或其他导管又与患者针连接。

入口端口1402限定进入血液隔离装置1401的开口，该开口可以具有与患者针连接的管道或其他导管或患者针本身相同的横截面尺寸。例如，所述开口可以是直径大约为0.045英寸的圆形，但可以具有介于0.01英寸或更小到0.2英寸或更大之间的直径。该血液隔离装置1401还包括出口端口1404，其限定离开血液隔离装置1401且通向血样收集装置1403的开口。出口端口1404也可以与管道或其他导管连接，该管道或其他导管又与血液隔离装置1403连接。出口端口1404还可以包括连接器装置，例如螺纹帽、Luer连接器(公或母)、非螺纹接口或胶合接头配件，用于各种装置，包括但不限于管道等的附连。

血液隔离装置1401还包括位于入口端口1402和出口端口1404之间的采样通道1406，并且一旦第一等分试样的血液被隔离后其就用作血样通路。采样通道1406可以是任何尺寸、形状或配置的通道或导管。在一些实施方式中，采样通道1406具有与入口端口1402的开口基本相似的横截面积。在其他实施方式中，采样通道1406可以从入口端口1402到出口端口1404逐渐加宽。

血液隔离装置1401还包括隔离室1408，隔离室1408在入口端口1402和出口端口1404之间的任何点处连接到采样通道1406并从采样通道1406分离或分流，但优选地从采样通道1406的近端开始在入口端口1402附近分离或分流。隔离室1408首先保持在大气压下，并且包括在隔离室1408的远端处或远端处附近的与采样通道1406的分流点相对的空气出口1412。空气出口1412包括透气血液屏障1412。如图14B中所示，透气血液屏障1412可以覆盖有保护罩1416。保护罩1416尺寸设置为且配置为阻止用户用他们的手指或其他外部工具接触透气血液屏障1412，同时仍然允许空气在该空气被由患者自身的血压压入隔离室1408中的血液从隔离室1408移走时离开透气血液屏障1412。此外，保护罩1416可配置成抑制或防止透气血液屏障意外暴露于环境流体或飞溅物。这可以通过多种机械方式实现，包括但不限于向保护罩添加疏水膜。

如图14C和14D中所示，采样通道1406可以是圆柱形或截头圆锥形，从较小的直径变为较大的直径，以最小化溶解血红细胞的可能性。同样，采样通道1406形成有最少量的急转弯或边缘，或者没有急转弯或边缘，急转弯或边缘也可以溶解血红细胞。采样通道1406通过分流通路1409在入口端口1402附近分流到隔离室1408。分流通路1409可以具有任何横截面形状或尺寸，但优选类似于入口端口1402的至少一部分的横截面形状。

在一些实施方式中，采样通道1406和隔离室1408由形成于壳体1414中的凹槽、通道、锁或其他通路形成。壳体1414可以由塑料、金属或其他刚性或半刚性材料制成。壳体1414可以具有与顶部构件密封配合的底部构件。底部构件和顶部构件之一或两者可包括采样通道1406和隔离室1408，以及分流通路1409、入口端口1402和出口端口1404。在一些其他实施方式中，分流通路1409、入口端口1402和/或出口端口1404中的一个或多个可以至少部分地由连接到壳体1414任一端的帽构件形成。在一些实施方式中，顶部构件和底部构件以及帽构件(一个或多个)可以通过激光焊接、热封、胶合、咬合、螺纹连接、螺栓连接等联接在一起。在其他实施方式中，分流通路1409和/或隔离室1408的部分或全部内表面可以涂有或装载有试剂或物质，例如去污剂、凝固剂等。例如，可以在分流通路1409处提供凝固剂，使得当隔离室1408被填满并且初始等分试样的血液返回分流通路1409时，最后的量的隔离血液会凝固，从而在隔离室1408和采样通道1406之间形成屏障。

图15A-15G示出了血液隔离装置1500。血液隔离装置1500可以连接到常闭针或装置，以能够与抽空的血液收集容器或其他收集装置—诸如Vacutainer^TM、相关管道、鲁尔连接器，注射器、Luer启动的阀等连接。

血液隔离装置1500包括入口端口1502，该入口端口1502可以与患者针连接，该患者针被插入患者的血管系统中以用于进入和抽取血样。入口端口1502也可以与管道或其他导管连接，该管道或其他导管又与患者针连接。入口端口1502限定了进入血液隔离装置1500的开口，该开口可以具有与患者针连接的管道或其他导管或患者针本身相同的横截面尺寸。例如，所述开口可以是直径大约为0.045英寸的圆形，但可以具有介于0.01英寸或更小到0.2英寸或更大之间的直径。

入口端口1502还可以包括密封或不透流体连接器或连接，例如螺纹或Luer配件等。在一些实施方式中，与患者针相关联的管道或其他导管可以与入口端口1502集成为一体，例如通过共同模制、胶合、激光焊接或将部件热粘合在一起。以这种方式，血液隔离装置1500可以与患者针一起作为单个单元制造和销售，从而消除了在抽血或取样时将患者针连接到血液隔离装置1500的需要。

血液隔离装置1500还包括出口端口1504，其限定了从血液隔离装置1500离开且通向血样收集装置的开口。出口端口1504也可以与管道或其他导管连接，而该管道或其他导管又与血液隔离装置连接，并且还可以包括密封或不透流体连接器或连接，例如螺纹或Luer配件等。因此，如上所述，血液隔离装置1500可以与患者针和/或管道以及血样收集装置一起作为单个单元制造和销售，从而消除了在抽血或取样时将患者针和血样收集装置连接到血液隔离装置1500的需要。

血液隔离装置1500还包括位于入口端口1502和出口端口1504之间的采样通道1506，并且一旦血液的第一等分试样被隔离后采样通道1506就用作血样通路。采样通道1506可以是任何尺寸、形状或配置的通道或导管。在一些实施方式中，采样通道1506具有与入口端口1502的开口基本相似的横截面积。在其他实施方式中，采样通道1506可以从入口端口1502到出口端口1504逐渐加宽。

血液隔离装置1500还包括隔离室1508，隔离室1508在入口端口1502和出口端口1504之间的任何点处连接到采样通道1506并从采样通道1506分离或分流，但优选地从采样通道1506的近端开始在入口端口1502附近分离或分流。在一些实施方式中，分流包括Y形接头。隔离室1508优选地保持为大气压，并且包括在隔离室1508的远端处或远端附近的排放口1510。排放口1510包括透气血液屏障1512。图15C示出了血液隔离装置1500，其中隔离室1508填充有来自患者的血液的第一等分试样或样本。

透气血液屏障1512可以用保护罩1516覆盖。保护罩1516的尺寸可以设置为且配置成阻止用户用他们的手指或其他外部工具接触透气血液屏障1512，同时仍然允许空气—在该空气被由患者自身的血压推入隔离室1508的血液从隔离室1508移走时—离开透气血液屏障1512。保护罩1516可配置成抑制或防止过滤器意外暴露于环境流体或飞溅物。这可以通过多种机械方式实现，包括但不限于向保护罩添加疏水膜。

图15B是从包括排放口1510的血液隔离装置1500的出口端口1504和壳体1501的顶侧看的血液隔离装置1500的透视图，并且示出了在样本收集装置被启动之前，血液的初始等分试样填充了隔离室1508而同时采样通道1506是空的。图15G是从血液隔离装置1500的壳体1501的出口端口1504和底侧看的血液隔离装置1500的透视图，并且示出了在样本收集装置被启动之前，血液的初始等分试样填充了隔离室1508而同时采样通道1506是空的。图15C是从包括排放口1510的血液隔离装置1500的入口端口1502和壳体1501的顶侧看的血液隔离装置1500的另一个透视图，并且示出血液现在通过采样通道1506被抽取，同时被隔离的血液基本上保留在隔离室1508中。

图15D是根据一些实施方式的血液隔离装置1500的横截面，显示了限定采样通道1506和隔离室1508的壳体1501。图15E和15F示出了根据本文所述的一种或多种实施方式的用于血液隔离装置的壳体的各种形状因素。

隔离室1508可以具有比采样通道1506更大的横截面积，并且所述横截面积和长度可以被配置用于要被隔离或锁定的预定或特定体积的血液。采样通道1506的尺寸可以设计成与用于患者针管道或血液收集装置管道中的任一个或两者的管道相兼容。

壳体1501可以由多个部分或单个整体部分形成。在一些实施方式中，且如图15D中所示，壳体1501包括配合在一起的顶部构件1520和底部构件1522，其中一个或两者具有例如通过注模工艺或通过蚀刻、切割、钻削等预先形成于其中的凹槽、通道、锁、导管或者其他通路。顶部构件1520可通过任何配合或连接机构与底部构件1522配合在一起，例如通过激光焊接、热粘合、超声波焊接、胶合、使用螺钉、铆钉、螺栓等，或通过其他配合机构，例如闩锁、凹槽、舌片、销、凸缘等。

在一些实施方式中，如图15D中所示，顶部构件1520可包括凹槽、通道、锁、导管或其他通路，而底部构件1522可包括突起1524，突起1524尺寸设置为且适合于装配到顶部构件1520的凹槽、通道、锁或其他通路中的至少一个中。突起1524可以提供表面特征，例如部分凹槽或通道，例如，以完成采样通道1506和/或隔离室1508的形成。在一些实施方式中，突起1524可形成有一个或多个成角度的侧面或表面，以更紧密地配合在相应的凹槽、通道、锁或其他通路内。在又一实施方式中，顶部构件1520和底部构件可以包括凹槽、通道、锁或其他通路，以及一个或多个突起1524。

在一些实施方式中，采样通道1506和隔离室1508由在壳体1501中形成的凹槽、通道、锁或其他通路形成。壳体1501可以由任何合适的材料制成，包括橡胶、塑料、金属或其他材料。壳体1501可以由透明或半透明材料形成，或者由不透明或非半透明材料形成。在其他实施方式中，壳体1501可以大部分是不透明的或非半透明的，而直接邻近采样通道1506和/或隔离室1508的壳体表面是透明的或半透明的，给操作者以这样的视觉提示或标志：隔离室1508首先被填充到必要或期望的程度，和/或然后给予这样的视觉提示或标志：在通过采样通道1506抽取干净的血样时，隔离的血液保持为被隔离。隔离的其他视觉提示或标志可以包括但不限于：在与血液接触、饱和或部分饱和时，透气血液屏障1512变成不同颜色；沿隔离室或在隔离室附近任何点的颜色编码标签或指示器；声音信号；振动信号；或其他信号。

在由患者(未显示)的患者针进行静脉穿刺—这可能会从患者的皮肤收集一些病原体—之后，带有这些病原体的第一量的患者血液将进入血液隔离装置1500的入口端口1502，且当患者自身的血压克服隔离室1508中的大气压以通过透气血液屏障1512移走其中的空气时，所述第一量的患者血液通过遵循最小阻力路径而流入隔离室1508中。患者的血压将不足以克服在密封采样通道1506中建立的气压。最终，具有预定容积的隔离室1508充满血液，该血液通过透气血液屏障1512移走空气。一旦血液接触透气血液屏障，血液就与透气血液屏障1512材料相互作用以完全或部分密封排放口1510。可以提供信号或指示，来指示操作者现在可以利用Vacutainer胶囊或其他血样收集装置来采集下一剂量的患者血液以进行采样。隔离室1508中的血液现在被有效地隔离在隔离室中。

在填充血液隔离通路1508后但在使用Vacutainer或其他血样收集装置之前，患者的血压可能会驱动采样通道1506中的空气压缩，可能导致少量血液移动通过隔离室1508的分流点并进入采样通道1506，使未污染的血液排队以通过采样通道1506被抽取。

在某些情况下，如图15H所示，入口端口1532可以包括用于连接到可移除的患者针的公鲁尔连接器，并且出口端口11534可以包括用于与注射器连接的母鲁尔连接器。入口端口和出口端口的这种实施方式可以与本文描述的任何装置一起使用，以避免Vacutainer型装置使患者静脉塌缩的倾向。在该实施方式中，临床医生可以以调制方式使用注射器来获取血样。在操作中，注射器附连到出口端口1004，且针附连到入口端口1002。静脉穿刺是用所述针进行的，临床医生无需拉动注射器。血液的初始等分试样填充隔离室，且然后可以使用注射器通过收集通道抽取血样，绕过隔离室中隔离的血液。

图16-19示出了血液隔离装置的又一种实施方式。图16A-16D示出了血液隔离装置1600，其可以连接在血样收集装置例如抽空的血液收集容器，如Vacutainer^TM(未显示)，和患者针(未显示)和/或相关管道之间。图17示出了血液隔离装置的底部构件，且图18示出了血液隔离装置的顶部构件，该顶部构件和底部构件可以配合在一起以形成入口端口和出口端口、隔离室和采样通道，如下文更全面地解释的。图19A和B显示了配合在一起的顶部构件和底部构件。应该理解的是，图16-19示出了构造如本文所述的血液隔离装置的一种示例性方式，并且其他形式的构造是可能的。

参考图16A-D，血液隔离装置1600包括入口端口1602，该入口端口1602可以与患者针连接，该患者针被插入患者的血管系统中以用进入和抽取血样。入口端口1602也可以与管道或其他导管连接，该管道或其他导管又与患者针连接。入口端口1602限定了进入血液隔离装置1600的开口，该开口可以与和患者针连接的管道或其他导管或患者针本身具有相同的横截面尺寸。例如，所述开口可以是直径大约为0.045英寸的圆形，但可以具有介于0.01英寸或更小到0.2英寸或更大之间的直径。

入口端口1602还可以包括密封或不透流体的连接器或连接，例如螺纹或Luer配件等。在一些实施方式中，与患者针相关联的管道或其他导管可以与入口端口1602集成在一起，例如通过共同模制、胶合、激光焊接或将部件热粘合在一起。以这种方式，血液隔离装置1600可以与患者针和/或管道作为单个单元一起制造和销售，从而消除了在抽血或取样时将患者针连接到血液隔离装置1600的需要。

血液隔离装置1600还包括出口端口1604，其限定了从血液隔离装置1600离开且通向血样收集装置的开口。出口端口1604也可以与管道或其他导管连接，而该管道或其他导管又与血液隔离装置连接，并且还可以包括密封或不透流体连接器或连接，例如螺纹或Luer配件等。因此，如上所述，血液隔离装置1600可以与患者针和/或管道以及血样收集装置一起作为单个单元制造和销售，从而消除了在抽血或取样时将患者针和血样收集装置连接到血液隔离装置1600的需要。

血液隔离装置1600进一步包括在入口端口1602和出口端口1604之间的采样通道1606，以及在入口端口1602和出口端口1604之间的任意点连接到采样通道1606并从其分离或分流的隔离室1608。一旦第一等分试样的血液已被隔离在隔离室1608中，采样通道1606就用作血液采样通路。采样通道1606可以是任何尺寸、形状或构造的通道或导管。在一些实施方式中，采样通道1606具有与入口端口1602的开口基本相似的横截面积。在其他实施方式中，采样通道1606可以从入口端口1602到出口端口1604逐渐加宽。隔离室1608可能具有更大的横截面以形成朝向隔离通道路径的大的储器，从而与进入采样通道1606上的较小直径相比，血液将首先进入该储器，如图17和19中更完整地显示。

在一些示例性实施方式中，采样通道1606和隔离室1608之间的分流是通过分流接头1607进行的。分流接头1607可以是基本上Y形、T形或U形。在一些优选的示例性实施方式中，且如图17A-17B中所示，分流接头1607被配置为使得流出入口端口1602的流体优先被导向隔离室1608。隔离室1608还可以包括或形成曲线或坡道，以将初始血流导向和导入隔离室1608中。

隔离室1608优选地保持在大气压下，并且包括在隔离室1608的远端处或远端附近的排放口1610。排放口1610可以包括如上所述的透气血液屏障1612。

血液隔离装置1600可包括壳体1601，其可由多个部分或单个整体部分形成。在一些实施方式中，并且如图17A-17E和图18A-18F中所示，壳体1601包括配合在一起的顶部构件1620和底部构件1622。血液隔离装置1600还可以包括垫圈或其他密封构件(未示出)，使得当顶部构件1620与底部构件1622机械附连时，两者之间的界面由垫圈或密封构件密封。图17A-17E示出了用于血液隔离装置1600的壳体的底部构件1622。底部构件1622可以包括在其中预先形成—例如通过注模工艺或通过蚀刻，切割、钻孔等—的凹槽、通道、锁、导管或其他通路，以形成采样通道1606、隔离室1608和分流接头1607。

隔离室1608可以具有比采样通道1606更大的横截面，使得与进入采样通道1606上的较小直径相比，血液将优先首先移动到隔离室中。

图18A-18F示出了顶部构件1620，其可以通过任何配合机构或连接机构与底部构件1622连接，例如通过激光焊接、热粘合、胶合、使用螺钉、铆钉、螺栓等，或通过其他配合机构，例如闩锁、凹槽、舌片、销、凸缘等。顶部构件1620可包括凹槽、通道、锁、导管或其他通路中的一些或全部，以形成采样通道1606、隔离室1608和分流接头1607。在另外的其他实施方式中，顶部构件1620和底部构件1622两者可包括凹槽、通道、锁或其他通路。

在一些实施方式中，采样通道1606和隔离室1608由形成于壳体1601中的凹槽、通道、锁或其他通路形成。壳体1601可以由橡胶、塑料、金属或任何其他合适的材料制成。壳体1601可以由透明或半透明材料形成，或者由不透明或非半透明材料形成。在其他实施方式中，壳体1601可以大部分是不透明的或非半透明的，而直接邻近采样通道1606和/或隔离室1608的壳体表面可以是透明的或半透明的，给操作者以这样的视觉提示或标志：隔离室1608首先被填充到必要或期望的程度，和/或然后给以这样的视觉提示或标志：在通过采样通道1606抽取干净的血样时被隔离的血液保持被隔离。关于隔离的其他视觉提示或标志可包括但不限于：透气血液屏障1612在与血液接触、饱和或部分饱和时变成不同颜色；沿隔离室或隔离室附近任何点处的颜色编码标签或指示器；声音信号；振动信号；或其他信号。

如图18A-18F中所示，透气血液屏障1612可以覆盖有保护构件1616或被保护构件1616包围。保护构件1616的尺寸设置为且配置成防止用户用他们的手指或其他外部工具接触透气血液屏障1612，同时当空气从隔离室1608中被移走时仍然允许空气从透气血液屏障1612离开。在一些实施方式中，保护构件1616包括从顶部构件1620的顶表面向上延伸且围绕透气血液屏障1612的突起。保护构件1616可以配置成抑制或防止过滤器意外暴露于环境流体或飞溅物。这可以通过多种机械方式实现，包括但不限于向保护罩添加疏水膜。

在使用中，血液隔离装置1600包括采样通道1606和隔离室1608。两个通路最初都在大气压下充满空气，但是采样通道1606导向最初将由Vacutainer密封的出口端口1604或其他此类密封的血液采样装置，并且隔离室1608终止于排放口1610，排放口1610通向大气的，并包括透气血液屏障1612。

在患者(未显示)的患者针进行静脉穿刺—这可能会从患者的皮肤收集一些病原体—之后，带有这些病原体的第一剂量的患者血液将通过血液隔离装置1600的入口1602。通过找到阻力最小的路径，该初始体积的可能被污染的血液将优先流入隔离室1608中。患者自身的血压克服了通气的隔离室1608中的大气压以通过透气血液屏障1612移走其中的空气，但不足以克服在密封的采样通道1606中建立的气压。在各种示例性实施例中，隔离室1608和采样通道1606可以被配置成使得由患者的血压产生的力足以克服重力的任何影响，而不管血液隔离装置的取向如何。

最终，隔离室1608充有血液，该血液通过透气血液屏障1612移走空气。一旦血液接触透气血液屏障，该血液就与透气血液屏障1612材料相互作用，以完全或部分地密封排放口1610。可以提供信号或指示，以指示操作者现在可以使用Vacutainer或其他血液采样装置。

在填充血液隔离通路1608后但在使用Vacutainer或其他血样收集装置之前，患者的血压可能会驱动采样通道1606中的空气的压缩，从而可能导致少量血液移动通过通入采样通道1606的分流点，使未污染血液排队以便通过采样通道1606被抽取。

图19A是血液隔离装置1600的侧视图，而图19B是血液隔离装置1600的截面图，示出了与底部构件1622配合的顶部构件1620。

图20显示了血样优化系统2000，其包括用于通过血管进入患者血流的患者针2002、用于促进收集一个或多个血样的血样收集装置2004、以及提供患者针2002和血样收集装置2004之间的流体连接的导管2006。在一些实施方式中，血样收集装置2004包括保护罩，该保护罩包括密封的收集针，密封的真空加载容器放置在该收集针上，一旦被收集针刺穿，其就在真空压力或力下从患者针2002通过导管2006抽取血样。

血样优化系统2000还包括血液隔离装置2008，其位于患者针2002和血样收集装置2004之间的导管2006上的任意点处，如本文所述。

图21示出了使用芯吸材料室的非通气血液隔离装置2100。血液隔离装置2100包括具有采样通道2104的壳体2101，采样通道2104至少部分地被填充有芯吸材料的隔离室2102包围或邻接。血液的初始等分试样从患者针吸入采样通道2104中，在那里它立即被芯吸到隔离室2102的芯吸材料中。该芯吸材料和/或隔离室2102尺寸设置为且适合于接收和保持预定量的血液，使得后续或稍后的血液抽取从芯吸材料边经过并直接流过采样通道2104至采样装置，例如Vacutainer(真空采血管)。芯吸材料可以包括诸如凝固剂、去污剂或其他添加剂的物质。

如本文所述，可以使用多种不同的结构和材料来创建透气血液屏障。如图22A和22B中所示，血液隔离装置2200的透气血液屏障2202可以包括聚合物珠基质2204，其中至少一些珠被处理以使其亲水。透气血液屏障2202还包括自密封材料2206，例如羧甲基纤维素(CMC)或纤维素胶，或其他密封材料。透气血液屏障2202还可包括空隙2208，空隙2208允许空气在与诸如血液的流体接触之前或部分接触期间流动。如图22B中所示，与流体接触导致自密封材料2206膨胀并封闭空隙2208，阻塞通过空隙2208的气流并形成完全或部分密封。

图23A和23B示出了血液隔离装置2300的又一实施方式，其具有连接患者针的入口端口2302、连接血样收集装置的出口端口2304、隔离室2306和采样通道2308，一旦隔离室被填充到待隔离的可能被污染的血液的初始等分试样，采样通道2308就绕过该隔离室2306。隔离室2306包括位于距离入口端口2302最远的隔离室2306的远端处的疏水塞2312。从出口端口2304(例如从Vacutainer等)施加的真空或其他抽吸力会将血液抽吸进入入口端口2302并直接进入隔离室2306，其中血液的初始等分试样将接触疏水塞2312并导致血液的该初始等分试样返回隔离室2306中并被隔离在那里。少量血液可能进入采样通道2308，采样通道最初由阀2308关闭。在释放阀2308后，在真空或其他力的进一步作用下，后续量的血液将流入入口端口2302，绕过隔离室2306，且流入并通过采样通道2308而流向出口端口2304并到达收集装置。

采样通道2308可以具有任何合适的几何形状并且可以由塑料管道或任何其他合适的材料形成。阀2308可以是夹或其他封闭装置，以在血液的初始等分试样被隔离在隔离室2306中之前夹紧、分流、弯曲或以其他方式关闭采样通道2308。例如，阀2308也可以形成为采样通道2308内的瓣、门或可关闭的窗或屏障。

图23C-23E示出了血液隔离装置2300'的备选实施方式，其中隔离室2320在与患者针连接的入口端口2316和与血样收集装置—例如Vacutainer、注射器等—连接的出口端口2318之间从主收集通道2322分支出来。隔离室2320包括透气、不透血的血液屏障2324，例如疏水材料塞，或例如由一层或多层形成的过滤器。阀2324关闭以及打开收集通道2322，并且装置2300'可以与上述类似地使用。

图24A-24D示出了血样优化系统2400，其包括用于通过血管进入患者血流的患者针2402、有助于收集一个或多个血样用于血液测试或血培养的血样收集装置2404，以及在患者针2402和血样收集装置2404之间提供流体连接的导管2406。在一些实施方式中，血样收集装置2404包括保护罩，该保护罩包括密封的收集针，密封的真空加载容器放置在该收集针上，一旦被收集针刺穿，其就在真空压力或真空力下从患者针2402通过导管2006抽吸血样。

血样优化系统2400还包括血液隔离装置2408，其位于患者针2402和血样收集装置2404之间的导管2406上的任何点处。血液隔离装置2408的位置可以基于血液隔离装置2408和患者针2402之间的导管的长度，以及该长度提供的相关容积。

血液隔离装置2408包括用于连接到朝向患者针2402的导管2406的入口端口2412和用于连接到朝向血样收集装置2404的导管2406的出口端口2414，以及壳体2416。壳体2416可以是任何形状，尽管它在图24A-D中被示为大致圆柱形，并且包括入口端口2412和出口端口2414，尽管被示为位于壳体2416的相反端处，但它们可以位于壳体上的任何位置。

血液隔离装置2408还包括与入口端口2412连接的血液隔离室2418。血液隔离室2418由内室壳体2419限定，其可从用来接收和隔离血液的第一等分试样的第一位置移动到第二位置，以便在内室壳体2419的近端处暴露一个或多个孔2424，以允许血液绕过内室壳体2419和/或在内室壳体2419周围流动，并流过由内室壳体2419的外表面和壳体2416的内表面限定的血样通道2422。血液隔离室2418包括在血液隔离室2418的远端处的透气血液屏障2420。

在操作中，内室壳体2419处于朝向入口端口2412的第一位置，使得所述一个或多个孔2424关闭，并且血液隔离室2418处于来自患者针的直接路径中。在对患者进行静脉穿刺并通过注射器或Vacutainer或其他血液收集装置2404抽取血液时，血液的初始等分试样流入血液隔离室2418。当该血液的初始等分试样流入血液隔离室时，它移走其中的空气并且最终血液接触血液屏障2420，将内室壳体推动到第二位置。内室壳体2419和/或壳体2416可以包括一个或多个小突片、凹槽、棘爪、凸块、脊等的锁定机构，以将内室壳体2419保持在第一位置，直到血液隔离室2418被填满，从而提供克服锁定机构的力，以使内室壳体2419能够移动到第二位置。一旦处于第二位置，血液的初始等分试样就被隔离在血液隔离室2418中并且一个或多个孔2424被打开以产生从入口端口2412到血液采样通道2422的路径，绕过血液隔离室2418和/或在血液隔离室2418周围流动。

如上所述，壳体2416和/或内室壳体2419可以形成为圆柱形和同心的，但也可以是任何形状，例如正方形、矩形、椭圆形、卵形或其他横截面形状。内室壳体2419的远端的外表面可以具有一个或多个向外突出的柄脚2421，在各柄脚2421之间具有间隙。柄脚2421接触壳体2416的内表面，以帮助在它们之间限定血液采样通道2422，并帮助将内室壳体2419停止在第二位置。柄脚2421之间的间隙使血液能够流过血液采样通道2422并流向出口端口2414。当内室壳体2419处于第二位置并且血液隔离室2418充满血液的第一等分试样时，进一步血样将自动流过入口端口2412，通过一个或多个孔2424，通过血液采样通道2422，通过柄脚2421之间的间隙，并最终通过出口端口2414以被血液采样装置2404收集。

图25A-D显示了血液优化系统2500和血液隔离装置2502，基本上如图15、16、17、18和19中所述形成，但被形成为阻止用户或其他物体接触或阻塞从血液隔离室2520的排气机构。最初在血液隔离室2520中的空气在静脉穿刺时被血液的初始等分试样移走，其中患者的血压克服了血液隔离室2520中的环境气压。排气机构包括透气血液屏障2506，例如允许空气逸出但阻挡血液离开血液隔离室2520的多孔材料或材料组。

排气机构包括至少部分地包围或围绕透气血液屏障2506的内壁2516和与内壁2516间隔开的外壁2504。外壁2504可具有形成于其中的一个或多个气体排放口2514。外壁2504比内壁2516向上延伸得更高，使得盖子2510，例如帽、塞、盖等，可以附连到外壁2504并且从内壁2516的顶部移开一小段距离。硅晶片或其他弹性材料形式的密封件2508装配在外壁2504内以覆盖透气血液屏障2506并邻接内壁2516的顶部。密封件2508覆盖和密封透气血液屏障2506，并阻止空气通过透气血液屏障2506进入血液隔离室2520。盖子2510下侧上的支点2512允许密封件2508在被从血液隔离室2520移走的空气推动时与内壁2516的顶部柔性地间隔开，以允许空气从透气血液屏障2506排出并通过外壁2504中的一个或多个气体排放口2514。

图26A-E示出了血样优化系统2600，其包括用于通过血管进入患者血流的患者针2602、有助于收集一个或多个血样以用于血液测试或血培养的血样收集装置2604，以及在患者针2602和血样收集装置2604之间提供流体连接的导管2606。导管2606可以包括柔性管道。在优选的实施方式中，血样收集装置2604包括保护罩2605，其包括密封的收集针，密封的真空加载容器放置在该收集针上，其一旦被收集针刺穿，就在真空压力或真空力下从患者针2602通过导管2006抽吸血样。

血样优化系统2600还包括血液隔离装置2608，其位于患者针2602和血样收集装置2604之间的导管2606上的任何点处。血液隔离装置2608的位置可以基于血液隔离装置2608和患者针2602之间的导管的长度，以及该长度提供的相关容积。

血液隔离装置2608包括用于朝向患者针2602连接到导管2606的入口端口2612，以及用于朝向血样收集装置2604连接到导管2606的出口端口2614。血液隔离装置2608包括外壳体2616和内壳体2617，两者均具有圆柱形形式，且同心地连接。外壳体2616包括外壁2618和内导管2620，内导管2620限定血液采样通道2622，以通过导管2606将血液传送到血液采样装置2604。内壳体2617紧贴配合在内导管2620和外壳体的外壁2618之间，并且可相对于外壳体2616旋转。外壳体2616和内壳体2617之间的配合可以是将壳体保持在特定位置的摩擦配合。内壳体2617限定了血液隔离室2624，优选为围绕外壳体2616的内导管2620的外表面的螺旋形或螺旋状通道，且其终止于具有透气血液屏障的排放口2628，如图26E中所示。

当血液隔离装置处于第一状态时，血液隔离室2624通过形成在内导管2620中的分流接头2624与血液采样通道2622连接，如图26C中所示。收集针2604上的保护罩2606提供对空气或血液的阻挡，从而当患者的血压克服血液隔离通道2624中的环境气压以通过排放口2628移走其中的空气时，能够将血液的初始等分试样分流到血液隔离室2624中。

当内壳体2617相对于外壳体2616旋转到第二状态时，或反之依然，如图26D所示，血液隔离室2624与分流接头2624隔开，从而实现从患者针通过导管2606经由血液采样通道2622到收集针2604的直接路径。外壳体2616和/或内壳体2617可以包括在它们的一部分表面内形成的脊或凹槽，以促进从第一状态到第二状态的相对旋转。

图27A-D示出了血液优化系统2700和血液隔离装置2702，其基本上如参考至少15、16、17、18、19和25所述而形成，但被形成为阻止用户或其他物体接触或阻挡来自血液隔离室2720的排气机构。最初在血液隔离室2720中的空气在静脉穿刺时被血液的初始等分试样移走，其中患者的血压克服了血液隔离室2720中的环境气压。排气机构包括透气血液屏障2706，例如允许空气逸出但阻止血液离开血液隔离室2720的多孔材料或材料组。

排气机构包括至少部分地包围或围绕透气血液屏障2706的内壁2716，以及与内壁2716间隔开的外壁2704。帽2722定位在排气机构上，优选地通过具有下帽壁2728，下帽壁2728装配在排气机构的内壁2716和外壁2704之间，并且摩擦地邻接内壁2716或外壁2704其中之一或两者。帽2722还包括一个或多个排放孔2724或狭缝、孔、开口等，其围绕向下延伸的塞2726延伸穿过帽2722的上表面。塞2726大小设置为且适于紧贴地装配在由内壁2716限定的空间中。

在第一位置，如图27C中所示，帽2722从排气机构延伸，以允许来自血液隔离室2720的空气通过透气血液屏障2706并通过一个或多个排放孔2724离开。一旦来自血液隔离室2720的空气已经被移走，即，当血液隔离室2720充有来自患者的第一等分试样的可能被污染的血液时，则帽2722可以被向下推到排气机构上处于第二位置，如图27D所示,使得塞2726在透气血液屏障2706上方配合在内壁2716内，以密封排气机构。在第一位置或第二位置，帽2722保护透气血液屏障2706免受外部空气影响或免于被用户触摸。

图28A-F示出了血液优化系统2800和血液隔离装置2802，其基本上如参考至少15、16、17、18、19、25和26所述形成，但使用多层过滤器，并且在一些实施方式中，使用固定有反应性材料的过滤器，以用于透气血液屏障。如图28C和D中所示，透气血液屏障2803包括透气但不透血材料的第一层2804，以及第二层2806，其包括用于排斥血液同时仍允许空气通过这两层的反应性材料，例如疏水性材料。如图28E和F中所示，透气血液屏障2803可包括任意数量的层，例如由与第一层2804相同的透气但不透血材料形成的第三层2808，而第二层2806包括固定于其中的或嵌入的血液反应性材料。

图29A-29C示出了血液优化系统2900和血液隔离装置2902，其基本上如参考至少图15、16、17、18、19、25和26所述形成，但其中血液隔离室2904至少部分地填充有血液吸收性材料2906。血液吸收性材料2906可用作芯吸材料，以在对患者进行静脉穿刺时以及在使用抽血装置(例如Vacutainer^TM或注射器等)之前进一步抽入将隔离的血液。

图30A-G示出了血液优化系统3000和血液隔离装置3002，其基本上如参考至少图15、16、17、18、19、25和26形成。血液隔离装置3000包括入口端口3002，该入口端口3002可以与患者针连接，该患者针被插入患者的血管系统以进入和抽取血样。入口端口3002也可以与管道或其他导管连接，该管道或其他导管又与患者针连接。入口端口3002限定进入血液隔离装置3000的开口，该开口可以具有与连接患者针的管道或其他导管或患者针本身相同的横截面尺寸。例如，该开口可以是直径大约为0.045英寸的圆形，但可以具有介于0.01英寸或更小到0.2英寸或更大之间的直径。

入口端口3002还可以包括密封或不透流体连接器或连接，例如螺纹或Luer配件等。在一些实施方式中，与患者针相关联的管道或其他导管可以与入口端口3002集成，例如通过共同模制、胶合、激光焊接或将部件热粘合在一起。以这种方式，血液隔离装置3000可以与患者针和/或管道作为单个单元一起制造和销售，从而消除了在抽血或采样时将患者针连接到血液隔离装置3000的需要。

血液隔离装置3000还包括出口端口3004，其限定了离开血液隔离装置3000且通向血样收集装置的开口。出口端口3004也可以与管道或其他导管连接，而所述管道或其他导管又与血液隔离装置连接，并且还可以包括密封或不透流体连接器或连接，例如螺纹或Luer配件等。因此，如上所述，血液隔离装置3000可以与患者针和/或管道以及血样收集装置一起作为单个单元制造和销售，从而消除了在抽血或取样时将患者针和血样收集装置连接到血液隔离装置3000的需要。

血液隔离装置3000还包括在入口端口3002和出口端口3004之间的采样通道3006，以及在入口端口3002和出口端口3004之间的任意点处连接到采样通道3006并从其分离或分流的隔离室3008。一旦血液的第一等分试样被隔离在隔离室3008中，采样通道3006就用作血液采样通路。采样通道3006可以是任何尺寸、形状或配置的通道或导管。在一些实施方式中，采样通道3006具有与入口端口3002的开口基本相似的横截面积。在其他实施方式中，采样通道3006可以从入口端口3002到出口端口3004逐渐加宽。隔离室3008可具有更大的横截面，以形成朝向隔离通道路径的大的储器，从而与进入采样通道3006上的较小直径相比，血液将更容易首先进入该储器。

在一些示例性实施方式中，采样通道3006和隔离室3008之间的分流是通过分流接头3007进行的。分流接头3007可以是基本上Y形、T形或U形。在一些优选的示例性实施方式中，且如图17A-17B中所示，分流接头3007被配置为使得流出入口端口3002的流优先被导向隔离室3008。隔离室3008还可以包括或形成有曲线或坡道，以将初始血流导向和导入隔离室3008。

隔离室3008优选地保持在大气压下，并且包括在隔离室3008的远端处或远端附近的排放口3010。该排放口3010可以包括如上所述的透气血液屏障3012。

血液隔离装置3000可包括壳体3001，其可由多个部分或单个整体部分形成。在一些实施方式中，且如图30F中所示，壳体3001包括配合在一起的顶部构件3020和底部构件3022。血液隔离装置3000还可以包括垫圈或其他密封构件(未示出)，使得当顶部构件3020与底部构件3022机械附连时，两者之间的界面被垫圈或密封构件密封。底部构件3022可以包括预先形成在其中(例如通过注模工艺或通过蚀刻、切割、钻孔等)的凹槽、通道、锁、导管或其他通路，以形成采样通道3006、隔离室3008和分流接头3007。

隔离室3008可以具有比采样通道3006更大的横截面，使得与进入采样通道3006上的较小直径相比，血液将优先首先移动到隔离室中。

在一些实施方式中，采样通道3006和隔离室3008由形成于壳体3001中的凹槽、通道、锁或其他通路形成。壳体3001可以由橡胶、塑料、金属或任何其他合适的材料制成。壳体3001可以由透明或半透明材料形成，或者由不透明或非半透明材料形成。在其他实施方式中，壳体3001可以大部分是不透明的或非半透明的，而直接邻近采样通道3006和/或隔离室3008的壳体表面可以是透明的或半透明的，从而给操作者这样的视觉提示或视觉标志：隔离室3008首先被填充到必要或期望的程度，和/或然后给予这样的视觉提示或视觉标志：隔离的血液保持被隔离，同时通过采样通道3006抽取干净的血样。隔离的其他视觉提示或视觉标志可包括但不限于：透气血液屏障3012在与血液接触、饱和或部分饱和时变成不同的颜色；沿隔离室或隔离室附近的任何点处的颜色编码标签或指示器；声音信号；振动信号；或其他信号。

透气血液屏障3012可以由帽3032覆盖或包围。帽3032d的尺寸可设置为且配置为防止用户用他们的手指或其他外部工具接触透气血液屏障3012，同时当空气从隔离室3008中被移走时仍然允许空气从透气血液屏障3012离开。帽3032可以配置成抑制或防止过滤器意外暴露于环境流体或飞溅物。这可以通过多种机械方式实现，包括但不限于向保护罩添加疏水膜。

排气机构包括壁3030，其至少部分地包围或围绕透气血液屏障3012。壁3030可以具有形成在其中的一个或多个排放口。帽3032覆盖壁3030并且可以卡扣、胶合或以其他方式附连在适当位置。硅晶片或其他弹性材料形式的密封件3017装配在壁3030内，以覆盖透气血液屏障3012并邻接壁3030的顶部。密封件3017覆盖并密封透气血液屏障3012，并阻止空气通过透气血液屏障3012进入血液隔离室3008。帽3032下侧上的支点3012允许密封件3008在被从血液隔离室3008排走的空气推动时从内壁3016的顶部柔性地间隔开，以允许空气从透气血液屏障3012排出并通过壁3030和/或盖帽3032中的所述一个或多个排放口。

在使用中，血液隔离装置3000包括采样通道3006和隔离室3008。两个通路最初都在大气压下充有空气，但采样通道3006导向最初将由Vacutainer密封的出口端口3004或其他此类密封的血液采样装置，并且隔离室3008终止于通向大气的包括透气血液屏障3012排放口3010。

在由患者(未显示)的患者针进行静脉穿刺—这可能会从患者的皮肤收集一些病原体—之后，带有这些病原体的第一量的患者血液将通过血液隔离装置3000的入口端口3002。通过找到阻力最小的路径，该初始体积的可能被污染的血液将优先流入隔离室3008。患者自身的血压克服了通气的隔离室3008中的大气压，以通过透气血液屏障3012移走其中的空气，但不足以克服在密封的采样通道3006中建立的气压。在各种示例性实施例中，隔离室3008和采样通道3006可以被配置成使得由患者的血压产生的力足以克服重力的任何影响，而不管血液隔离装置的取向如何。

最终，隔离室3008充有血液，该血液通过透气血液屏障3012移走空气。一旦血液接触透气血液屏障，血液就与透气血液屏障3012材料相互作用，以完全或部分地密封排放口3010。可以提供信号或指示，指示操作者现在可以使用Vacutainer或其他血液采样装置。

在填充血液隔离通路3008后但在使用Vacutainer或其他血样收集装置之前，患者的血压可能会驱动采样通道3006中的空气压缩，从而可能导致少量血液移动通过分流点进入采样通道3006，使未污染血液排队以通过采样通道3006被抽取。

在又一方面，本文所述的任何实施方式的血液隔离室和/或血液采样通道或其他组件可以提供视觉上可辨别的警告，或产生一种组件，该组件适合于与用于静脉导管进入患者血管的导引器的闪发室进行操作性流体连通。当来自患者的血液与对传输的血浆有反应的测试组件连通以在视觉上发生变化时，该装置和方法就提供了视觉上可辨别的警报。与血液或血浆的反应取决于定位在其中的一种或多种试剂—该试剂被配置为测试血液成分、它的物质或阈值高或低水平—而发生，以根据结果在视觉上改变外观。

在另外的其他方面，血液隔离室和/或血液采样通道的尺寸可设置为且适合于在隔离过程和/或采样过程期间提供特定体积流量的血液。

在另外的其他方面，显示和描述了用于血液采样或血培养收集系统的非通气体液样本优化装置和系统。根据本文所述的实施方式，体液样本优化装置克服了现有装置中的如下问题：该现有现有装置包括永久附连、固定位置的移动部件，例如阀、状态转换开关或分流器，或能够运动、移动或从一种操作模式转换到另一种操作模式或从一种状态转换到另一种状态的其他机构。

如图31中所示，流体样本优化装置3100包括入口3112和出口3114。入口3112可以包括入口端口、连接器或接口，用于连接到外部装置，例如管道或其接口。入口3112可以与患者或患者的流体源连接，例如通过静脉穿刺针，其中提供的流体的压力为P1，并且这可以是患者的血压(其可以在0和150mmHg或更高之间变化)。

出口3114可包括出口端口、连接器或接口，用于连接到外部装置，例如管道或其接口。例如，出口3114可以与流体收集装置连接，例如像

或注射器的抽空的管，其中流体通过低于压力P1的压力P2，即负压，由流体收集装置从流体源抽取。P1和P2之间的压差可以为流体提供动力，其然后允许流体样本优化装置3100对大气和大气压关闭，即，其中流体样本优化装置3100至少在使用时不需要包括通向外部大气的任何排放口或通路。

流体样本优化装置3100还包括污染物容纳储器3116,其与入口3112和出口3114连接，并且在该污染物容纳储器3116的远端和出口3114之间具有透气流体阻器3117。如在本文中进一步描述的，污染物容纳储器3116的尺寸可被设计为容纳期望量的流体，并且可包含至少部分地填充污染物容纳储器3116的吸收材料。同样如本文进一步描述的，污染物容纳储器3116可被配置为曲折的路径，一系列不同横截面和容积的室，和/或包含从其中的内表面延伸的膛线或挡板以最小化回流，即朝向入口3112的流动。

当压差施加在入口3112和出口3114之间，即出口3114处的负压低于入口3112处的压力时，透气血液阻器3117允许空气穿过，并且由流体，例如入口3112和隔离室3116中的血液，的第一部分、第一剂量或者第一等分试样移走所述空气。一旦流体接触透气流体阻器3117，流体进入污染物容纳储器3116的流就至少部分地停止，将流体的至少一部分保持在污染物容纳储器3116中。

流体样本优化装置3100还包括也与入口3112和出口3114连接的样本路径3118。样本路径3118包括可移置塞或阻塞件3119，其设置在靠近入口3112的座中，位于入口和样本路径3118之间的连接处。所述座可以是所述连接处的一部分，并且可移置塞3119可以摩擦配合到座中。备选地，所述座可以包括脊或凸缘，并且塞可以抵靠这样的脊或凸缘直到它被压差移位、偏转或压缩。在压力P2将第一部分或第一量的流体吸入污染物容纳储器3116的同时，可移置塞3119被配置为抵抗、抑制、限制或禁止流体流入样本路径18，直到第一部分或第一量的流体已经进入污染物容纳储器3116，并/或阻塞了透气流体阻器3117。

如本文进一步描述的，可移置塞3119被配置成使得在第一部分或第一量的流体已经进入污染物容纳储器3116并/或阻塞透气流体阻器17之后，跨可移置塞3119的压差增加。可移置塞3119入口侧的较高压力将导致可移置塞3119至少在外表面的某些部分中偏转，并移动或变松，并允许其移位或移出其座并移动到塞保持器20。塞保持器3120可以是尺寸设计成在塞3119移位后接收塞3119的腔或室，或者是从样本路径3118的内壁延伸的延伸构件。塞保持器3120尺寸设置为和配置为允许流体除了样本路径3118的均匀横截面积外不受限制地流动。一旦可移置塞3119从其座被移除，就允许流体的第二和/或后续部分或后续剂量从入口3112通过样本路径3118流到出口3114—仍然在P2和P1之间的压差的作用下。

本文所述的可移置塞可由任何可压缩或弹性体材料形成，例如硅酮、EPDM(乙烯丙烯二烯单体)或PVC(聚氯乙烯)。所述塞也可以由更硬的聚合物制成，例如聚碳酸酯、ABS、乙缩醛等，具有足够薄的壁以形成密封件并偏离其座。此外，可以润滑对所述座进行密封的塞表面(或者材料本身可以浸渍润滑材料)，以减少当暴露于压差时将塞从其座移开所需的摩擦力。可以使用任何合适的橡胶、合成橡胶、热塑性塑料或其他弹性体。

在一些实施方式中，流体样本优化装置3110可以包括在入口3112和污染物容纳储器3116之间的加速部分，该加速部分位于可移置塞3119之上或附近，以增加流体的速度，从而降低流过它的流体的压力。这可以进一步帮助在完全填充污染物容纳储器之前通过减小跨越可移置塞的压差而优先将第一部分或第一量的流体从入口引导至污染物容纳储器。

图32A-32C示出了流体样本优化装置3200的另一种实施方式，该流体样本优化装置3200仅具有三个基本组件：1)壳体3220，其容纳、形成或限定入口3202、出口3204、污染物容纳储器3206和采样通道3208；2)透气流体屏障3212，其靠近出口3204，位于污染物容纳储器3206和采样通道3208之间的第一导管(以下称为“第一导管”)中或第一导管处；3)可移置塞3214，其靠近入口3202，位于污染物容纳储器3206和采样通道3208之间的第二导管(以下称为“第二导管”)中或处。

入口3202可以包括用于连接到流体源(例如患者针和管道)的入口端口。入口端口本身可以包括端口连接器，例如Luer锁定构件、螺纹、用于摩擦配合的截头圆锥形开口等。类似地，出口3204可以包括用于连接到流体收集器—例如

注射器、泵和相关联的管道—的出口端口。流体收集器在出口3204处提供相对于入口3202的真空或负压。入口端口本身可以包括端口连接器，例如Luer锁定构件、螺纹、用于摩擦配合的截头圆锥形开口等。备选地，入口3202和/或出口3204可以与管道永久连接，例如通过胶合、热焊接、激光焊接等。

污染物容纳储器3206与入口3202流体连接，并且可以包括主储器或主盆，以及主储器或主盆与入口3202之间的任何导管、通道、通路。在一些情况下，污染物容纳储器3206由单个细长室形成，该单个细长室具有与入口3202连接的开口。污染物容纳储器3206通过该污染物容纳储器3206与出口3204或靠近出口的采样通道3208之间的第一导管处的透气流体屏障3212而与出口3204或靠近出口3204的采样通道3208流体隔离，且如下文进一步解释的，透气流体屏障将在与进入污染物容纳储器3206的第一部分流体接触时密封，该第一部分流体进入污染物容纳储器3206时通过透气流体屏障3212移走其中的空气。

采样通道3208与出口3204流体连接，并且至少最初相对于入口3204密封或不与其流体连接，因为可移置塞阻塞、抑制、限制或密封采样通道3208和入口3202或靠近入口3202的污染物容纳储器3206之间的第二导管。优选地，采样通道3208由具有任何尺寸或形状的横截面或几何形状的管、通道或通路形成或限定。采样通道3208可包括位于可移置塞3214上方的突起或柄脚，在污染物容纳储器3206接收并包含第一量的流体时，一旦可移置塞3214由于出口3204和入口3202之间的压差而从第二导管移位，则所述突起或柄脚用于容纳和保持可移置塞3214，这将在下面进一步详细描述。此外，采样通道3208可以包括一个或多个块、凹部、侧通道、腔等，用于接收塞3214。

在一些实施方式中，根据所示的装置3200的取向，壳体3220可以包括与上壳体部分3224配合的下壳体部分3222或由其形成。下壳体部分3222可包括、形成或限定污染物容纳储器3206、入口3202以及第一和第二导管的第一部分。上壳体部分3224可以包括、形成或限定采样通道3208、出口3204以及第一和第二导管的第二部分。下壳体部分3222和上壳体部分3224可以配合在一起，并且流体路径通过胶合、热焊接(超声波、激光、摩擦等)、螺钉、螺栓或任何其他连接机构或工艺而密封。

如图2A中所示，当在出口3204和入口3202之间施加负压差时，可能含有污染物的第一量的流体被该负压“拉”到入口3202中并进入或朝向污染物容器储器3206拉动，因为采样通道3208最初被可移置塞3214阻塞或限制。并且，由于可移置塞3214存在于通向采样通道3208的第二导管中，第一量的流体绕过可移置塞3214和采样通道3208。负压差将继续将流体拉入污染物容纳储器3206，直到其中的所有空气都被流体移走，并且流体接触透气流体屏障3212，有效地将其与负压是密封开来。

一旦污染物容纳储器3206充有第一部分流体并且透气流体屏障3212被密封，入口和出口之间的全压差就施加在可移置塞3214上(参见图2B)，从而施加力使塞3214变形、向内收缩、松动，然后将其从第二导管移至采样通道3208，如图2C中所示。一旦从第二导管移位到采样通道3208，并进入采样通道3208的近端，可移置塞3214的移位就可由第二导管上方的采样通道3208的内表面上的突起或柄脚保持，如图2C中所示。可移置塞3214的移动然后允许后续量的流体绕过第一量的流体，进入并通过采样通道3208，并被拉出出口3204。该后续量的流体从入口3202流动或抽取进入并穿过采样通道3208的作用是使塞移动远离第二导管。例如，可移置塞3214可具有平面和圆形或略微弯曲的底面，以便于从第二导管移位。所述弯曲可以是凹的或凸的。在一些实施方式中，可移置塞3214的底面可以涂有疏水层，以便于第一部分流体流过塞3214，以及便于当塞3214移位时流体流过塞3214并且通过采样通道3208。

图33A-33D示出了具有入口3302、出口3304的流体样本优化装置3300的备选实施方式。流体样本优化装置3300还包括与入口3302流体联接并经由具有透气流体屏障3312的第一导管与出口3304连接的污染物容纳储器3306。流体样本优化装置3300还包括采样通道3308，其与出口流体联接并且经由具有最初密封第二导管的可移置塞3314的第二导管与入口连接。出口3304与在该出口3304处提供真空或负压的流体采样装置流体连接。入口与流体源—例如配置用于患者静脉穿刺的患者针—流体连接。

在出口3304处激活真空或负压后，在出口3304和入口3302之间形成负压差。如图3B中所示，来自出口3304的负压将流体吸入入口3302并进入污染物容纳储器3306，通过透气膜3312移走空气，并绕过入口3302之间的第二导管，因为第二导管被可移置塞3314堵塞。

一旦初始量的流体流入并包含在污染物容纳储器3306中，由于流体采样装置在出口3304处仍然存在的真空或负压会导致塞3314被挤压或以其他方式塌陷，这会塞3314从第二导管被拉动而打开它，如图3C中所示。这允许后续量的流体被拉入入口3302，通过第二导管并进入采样通道3308，朝向和离开出口3304。

图3D示出了具有柱3332的塞3314，柱3332的横截面积小于第二导管的横截面积。塞3334还包括中空或管状顶部3334，其在对与柱3332相反的塞一侧施加负压时可塌陷。塞3334被配置为在最小压力阈值时塌陷。压力下的塌缩可由顶部3334的长度、顶部3334的壁厚、形成塞3314的材料的弹性或其任何组合来配置。塞3314还可包括一组竖直肋3336或突起等，用于在其间形成空间或导管，以确保在塞3314移位时流体流过其中。

图34A-34C示出了可移置塞3402或阻塞件的各种备选实施方式，以球或圆形物体(即椭圆形或蛋形)的形式显示，但其可以是任何形状，例如圆柱形、子弹形、盘形、弯曲帽或平面塞，或任何其他形状。塞3402通过座3404或承座构件在装置的接合部3410中保持就位，直到被压差移位。所述座可以是弹性体的、半刚性的或刚性的。例如，座3404可以是用于具有圆形或半圆形横截面(图34A)的塞的O形环、具有孔或孔眼的薄片(图34B)，或将塞3402固定就位直到被移位的管道的短片段(图34C)。座3404可以保持固定在所述装置的上壳体构件和下壳体构件之间。

在某些情况下，特别是例如图34A和34B中所示，诸如壳体或样本路径或采通道中的搁板3412或唇缘的特征可与座构件协作以将塞保持就位，即不允许朝向入口或污染物容纳储器的反向位移。塞、承座构件和/或承座构件和塞位于其中的路径的尺寸和几何形状可以设计成使得塞不会被过早拉过——即，当污染物容纳储器正在被填充时，但当污染物容纳储器已被填满且阻塞件两端的压差增加时，塞将被向上拉，并允许流通过路径流过该承座构件。

图35A和35B示出了可移置塞3502或阻塞件的各种备选实施方式，以具有肩部3503、3505的盘的形式显示，肩部3503、3505将其在入口和样本路径或采样通道之间的接合部3510或路径内保持就位，直到压差克服接合部3510中的肩部3503、3505的力，以允许塞3502移动并离开其在接合部3510中的座。入口和样本路径或采样通道之间的路径可以包括突起3504，例如小环或一个或多个小柄脚或凸缘，其与塞的肩部配合，直到这种配合被压力克服。

图35A将塞图示为具有扩大的直径的肩部3503的一体式弹性体盘，肩部3503防止塞在路径中移动，直到施加压差。图35B将塞显示为附连有薄柔性片3505的盘，其在被向上推时会变形。因此，塞可以由一件整体的材料制成，或者由几件材料制成，每件都具有不同的硬度、弹性或柔性。例如，图35B的盘可以由刚性材料形成，其可以是空心或实心的，而较大直径的柔性片可以由高度柔性的材料形成，其被调整为在其上或盘上施加一定范围的压力时弯曲。

尽管图35A和35B示出了圆盘形状，但应当理解，塞可以具有任何横截面几何形状或形状。例如，在一些实施方式中，柔性片或延伸脊可以是圆形的，而上盘或塞构件可以具有一个或多个成角度的表面，例如棱锥、正方形、圆锥等，其被配置为以便装配到样本路径中具有相似形状的相应接收部中，例如通过摩擦配合等。

图36A-36C进一步示出了与本文所述的装置一致的可移置塞或阻塞件的各种备选实施方式。图36A显示了具有圆周O形环构件例如垫圈的薄弹性体盘或膜形状的塞，其中圆周O形环构件具有大于盘厚度的厚度或横截面，并且邻接或设置在座内。在一些实施方式中，所述盘可以是伞的形状。当承受压差时(即，塞下侧的压力比塞顶侧的压力相对更高或为正压)，膜会变形，且整个塞将从其座上移开。膜可以弯曲，例如向上弯曲。在一些实施方式中，塞可以仅包括一个或多个外围支座或外围部分。

图36B显示了塞3602被形成为挖空的弹性体阻塞件，其在阈值压力下容易变形，以释放塞3602以便从其座中移位。图36C示出了塞3602，其形成为柔软的可压缩材料，例如闭孔泡沫，并且其被压配合或摩擦配合到接合部或路径中。塞3602也可以由开孔泡沫形成，但优选地被流体屏障覆盖。

如本文所述的装置的一个挑战是提供塞或阻塞件可以移动至的位置，或者可以与塞或阻塞件联接的构件，使得它不会阻塞通过样本路径的流或向下游移动到收集装置中，例如

瓶。在一些实施方式中，筛网或格栅可被使用或在接合部或路径座的下游定位在样本路径中，并且其可在阻塞件从座移开后捕获它。备选地，样本路径的形状可被配置成沿样本路径具有均匀的横截面积，但其改变形状以不允许塞或阻塞件横穿样本路径的长度。

图37A和37B显示了通入样本路径中的接合部的变化，其中未永久附连到装置的任何壁或其他结构的阻塞件3702或塞移动到允许流过备选路径的位置，该备选路径由样本路径或采样通道内的分隔器3710产生。在一些实施方式中，所述装置的壳体可以形成为允许阻塞件3702或塞从入口和样本路径之间的接合部内的座，以及形成于样本路径的内表面上的诸如凹部、腔、销或其他突起的接收部自由地移动。优选地，一旦阻塞件或塞被移位，通过样本路径而形成的路径就被配置为允许流体自由地

—即不受阻碍或不受限制地—

从入口流过样本路径。

图38A是流体样本优化装置3800的另一实施方式的侧截面图，图38B是前后截面图，而图38C是分解图，其具有：1)壳体3820，其容纳、形成或限定入口3802、出口3804、污染物容纳储器3806和采样通道3808；2)透气流体屏障3812，其靠近出口3804，位于污染物容纳储器3806和采样通道3808之间的第一导管中或第一导管处；3)可移置塞3814，其靠近入口3802，位于污染物容纳储器3806和采样通道3808之间的第二导管中或第二导管处。

入口3802可以包括用于连接到流体源(例如患者针和管道)的入口端口。入口端口本身可以包括端口连接器，例如Luer锁定构件、螺纹、用于摩擦配合的截头圆锥形开口等。类似地，出口3804可以包括用于连接到流体收集器—例如

注射器、泵和相关联的管道—的出口端口。流体收集器在出口3804处提供相对于入口3802的真空或负压。入口端口本身可以包括端口连接器，例如Luer锁定构件、螺纹、用于摩擦配合的截头圆锥形开口等。备选地，入口3802和/或出口3804可以与管道永久连接，例如通过胶合、热焊接、激光焊接等。

污染物容纳储器3806与入口3802流体连接，并且可以包括主储器和主储器与入口3802之间的相关联导管、通道或通路。在一些情况下，污染物容纳储器3806由单个细长室形成，该单个细长室具有与入口3802连接的开口。污染物容纳储器3806通过污染物容纳储器3806与出口3804或靠近出口3804的采样通道3808之间的第一导管处的透气流体屏障3812与该出口3804或靠近出口3804的采样通道3808流体隔离，且如下文进一步解释，透气流体屏障将在与进入污染物容纳储器3806的第一部分流体接触时密封，所述第一部分流体进入污染物容纳储器3806时通过透气流体屏障3812移走其中的空气。

采样通道3808与出口3804流体连接，并且至少最初相对于入口3804密封或不与其流体连接，因为可移置塞阻塞、抑制、限制或密封采样通道3808与入口3802或靠近入口3802的污染物容纳储器3806之间的第二导管。优选地，采样通道3808由具有任何尺寸或形状的横截面或几何形状的管、通道或通路形成或限定。采样通道3808可包括位于可移置塞3814上方的突起或柄脚，在污染物容纳储器3806接收并包含第一量的流体时，一旦可移置塞3814由于出口3804和入口3802之间的压差而从第二导管移位，所述突起或柄脚用于容纳和保持可移置塞3814，这将在下面进一步详细描述。此外，采样通道3808可以包括一个或多个块、凹部、侧通道、腔等，以用于接收塞3814。

在一些实施方式中，根据所示的装置3800的取向，壳体3820可以包括与上壳体部分3824配合的下壳体部分3822或由其形成。下壳体下部3822可包括、形成或限定污染物容纳储器3806、入口3802以及第一和第二导管的第一部分。上壳体部分3824可以包括、形成或限定采样通道3808、出口3804以及第一和第二导管的第二部分。下壳体部分3822和上壳体部分3824可以配合在一起，并且流体路径通过胶合、热焊接(超声、激光、摩擦等)、螺钉、螺栓或任何其他连接机构或工艺密封。

关于图32A和32B中所示的装置，当在出口3804和入口3802之间施加负压差时，可能含有污染物的第一量流体被该负压“拉”到入口3802中，并进入或朝向污染物容纳储器3806，因为采样通道3808最初被可移置塞3814阻塞或限制。并且，由于可移置塞3814存在于通向采样通道3808的第二导管中，第一量的流体绕过可移置塞3814和采样通道3808。负压差将继续将流体拉入污染物容纳储器3806，直到其中的所有空气都被流体移走，并且流体接触透气流体屏障3812，从而有效地将其相对于负压密封隔开。

一旦污染物容纳储器3806被第一部分流体填充并且透气流体屏障3812被密封，入口和出口之间的全压差就被施加在可移置塞3814上(类似于图32A–32C中所示的情况)，从而向塞3814施加力使其变形、向内塌陷、松动，且然后将其从第二导管移至采样通道3808。一旦从第二导管移至采样通道3808，并进入采样通道3808的近端，可移置塞3814的位移就可由第二导管上方的采样通道3808的内表面上的突起或柄脚保持。然后，可移置塞3814的位移允许后续量的流体绕过第一量的流体，进入并通过采样通道3808，并被拉出出口3804。

后续量的流体从入口3802流入或者抽入并流过采样通道3808起到保持塞被移位远离第二导管的作用。例如，可移置塞3814可具有平面和圆形或略微弯曲的底面，以便于从第二导管移位。所述弯曲可以是凹的或凸的。在一些实施方式中，可移置塞3814的底面可以涂有疏水层，以促进第一部分流体流过塞3814，以及促进在塞3814被移位时流穿过塞3814并流过采样通道3808。

尽管上面已经详细描述了各种实施例，但是其他修改是可能的。其他实施例可以在所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种流体样本优化装置，用于优化由流体收集装置从流体源收集的流体样本，所述流体样本的第一部分可能具有污染物，所述流体样本优化装置包括：

被配置成与所述流体源连接的入口；

被配置成与所述流体收集装置连接的出口；

连接在所述入口和所述出口之间的样本路径；

连接在所述入口和所述出口之间的污染物容纳储器，所述污染物容纳储器具有靠近所述出口的透气流体阻器，所述污染物容纳储器被布置成当在所述入口和出口之间施加压差时从所述流体源接收所述流体样本的第一部分，以通过透气流体阻器和所述出口移走其中的空气，使得在接收到所述流体样本的第一部分并且污染物包含在所述污染物容纳储器中时，当在所述入口和出口之间施加后续压差时，所述流体样本的后续部分能够通过所述样本路径从所述入口传送到所述出口；和

所述入口和所述样本路径之间的可移置塞，其被所述后续压差移位，以允许流体的所述后续部分被传送通过所述样本路径。

2.根据权利要求1所述的流体样本优化装置，还包括壳体，其容纳并限定所述入口、出口、样本路径和污染物容纳储器中的一个或多个。

3.根据权利要求1所述的流体样本优化装置，其中，所述透气流体阻器包括在与所述流体样本的第一部分接触时密封的材料。

4.根据权利要求1所述的流体样本优化装置，其中，所述污染物容纳储器包括主盆和连接所述主盆和所述入口的通道。

5.根据权利要求1所述的流体样本优化装置，其中，每个压差由来自所述流体收集装置的真空压力来提供。

6.一种流体样本优化装置，用于优化由流体收集装置从流体源收集的流体样本，所述流体样本的第一部分可能具有污染物，所述流体样本优化装置包括：

被配置成与所述流体源连接的入口；

被配置成与所述流体收集装置连接的出口；

连接在所述入口和所述出口之间的样本路径，所述样本路径还具有可移置塞，所述可移置塞被配置为抑制所述流体样本的第一部分的至少一部分和所述污染物进入所述样本路径；和

连接在所述入口和所述出口之间的污染物容纳储器，所述污染物容纳储器进一步具有靠近所述出口的透气流体阻器，所述污染物容纳储器被布置成当在所述入口和所述出口之间施加压差时从所述流体源接收所述流体样本的所述第一部分，以通过所述透气流体阻器和所述出口移走其中的空气，使得在接收到所述流体样本的所述第一部分并且在所述污染物容纳储器中容纳污染物后，当在所述入口和所述出口之间施加后续压差时，所述流体样本的后续部分移动所述可移置塞，并通过所述样本路径从所述入口被传送到所述出口。

7.根据权利要求6所述的流体样本优化装置，还包括容纳并限定所述入口、所述出口、所述样本路径和所述污染物容纳储器中的一个或多个的壳体。

8.根据权利要求6所述的流体样本优化装置，其中，所述透气流体阻器包括在与所述流体样本的第一部分接触时密封的材料。

9.根据权利要求6所述的流体样本优化装置，其中，所述污染物容纳储器包括曲折路径。

10.根据权利要求6所述的流体样本优化装置，其中每个压差由所述流体收集装置提供的真空压力提供。

11.根据权利要求6所述的流体样本优化装置，其中，所述可移置塞摩擦配合到所述样本路径的一部分中。

12.根据权利要求11所述的流体样本优化装置，其中，所述可移置塞摩擦配合在其中的所述样本路径的所述部分包括座。

13.根据权利要求12所述的流体样本优化装置，其中，所述座包括弹性体O形环。

14.一种用于优化流体样本的流体样本优化装置，所述流体样本的第一部分可能具有污染物，所述流体样本优化装置包括：

入口；

出口；

连接在所述入口和所述出口之间的污染物容纳储器，所述污染物容纳储器具有靠近所述出口的透气流体阻器，所述污染物容纳储器被布置成当在所述入口和所述出口之间施加压差时接收所述流体样本的第一部分，以通过所述透气流体阻器和所述出口移走其中的空气，使得在接收到所述流体样本的所述第一部分并且将污染物容纳在所述污染物容纳储器中；和

连接在所述入口和所述出口之间的样本路径，所述样本路径还包括可移置塞，其被配置为在接收所述流体样本的第一部分且在所述污染物容纳储器中容纳污染物期间，抑制所述流体样本的所述第一部分的至少一部分和所述污染物进入所述样本路径，其中，当在所述入口和所述出口之间施加后续压差时，所述流体样本的后续部分通过所述样本路径从所述入口被传送到所述出口。

15.根据权利要求14所述的流体样本优化装置，其中，所述可移置塞最初通过弹性体座固定在所述样本路径中靠近所述入口处。

16.根据权利要求14所述的流体样本优化装置，还包括壳体，其容纳并限定所述入口、所述出口、所述样本路径和所述污染物容纳储器中的一个或多个。

17.根据权利要求14所述的流体样本优化装置，其中，所述透气流体阻器包括在与所述流体样本的所述第一部分接触时密封的材料。

18.根据权利要求14所述的流体样本优化装置，其中，所述污染物容纳储器包括通过导管与所述入口流体连接的主盆。

19.根据权利要求15所述的流体样本优化装置，其中，所述可移置塞摩擦配合到所述样本路径的一部分中。

20.根据权利要求19所述的流体样本优化装置，其中，所述可移置塞由弹性体材料形成。

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