CN203830027U - 保持生物样本的装置及包含该装置的存储生物样本的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的实施例涉及保持生物样本的装置及包含该装置的存储生物样本的设备。传统上,存储介质被包围在较薄的柔性纸板框架中。这种构造易于受到水分和机械力的损害;这些缺陷后续可导致自动化处理系统有问题。在实施例中通过下者来防止这些缺陷:提供一对刚性框架,各个框架包括孔口;将生物样本存储介质置于两个框架之间,使得生物样本存储介质至少部分地与框架中的各个孔口交迭;以及连结两个框架,以使生物样本存储介质固定就位,同时允许通过各个孔口来接近生物样本存储介质。因而在本实用新型的实施例中,框架可为刚性和防水的,而且对生物样本提供稳定可靠的存储介质。可在框架中提供至少一个预先限定的薄弱区域(33),以允许移除框架的一部分(32)。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于存储和保持生物样本的装置,组装用于存储和保持生物样本的装置的方法,以及使用该装置来分析生物样本的方法。
背景技术
典型地手动收集生物样本,诸如为了药物研发而获得的血样以及在罪案调查中为了进行DNA分型而获得的唾液,并且将生物样本置于吸收剂存储介质上,吸收剂存储介质可包括浸渍有使样本稳定的化学制品的膜。允许样本变干,并且一旦干了,就可将生物存储介质运送到用于分析的测试设施。
这种生物存储介质典型地脆弱,而且需要某种类型的保护箱,以进行处理和存储。传统上,用较薄的柔性纸板来构建这样的箱;但是,这样的纸板箱会遭受许多缺陷。首先,纸板易于遭受水分造成的损害;如果装置接触到水,纸板箱的组成构件很可能翘曲或甚至分层。其次,纸板具有较低的结构强度;在运送期间的野蛮搬运很可能导致纸板箱弯曲、撕裂或破碎。这些缺陷可在后续处理中带来问题。例如,如果存储的样本是测试样本,则可使用机器人或其它自动化处理系统来执行测试。但是,如果存储介质和/或其中存储有存储介质的保护箱不是平的,或者在其它方面被损害,则这可对自动化处理系统引起问题。
US 20090117011 A1提出一种刚性保持器,可将样本卡和纸板箱插入到刚性保持器中,以在运送期间保护样本卡和纸板箱不受机械损害。装置的构建使其防水,以在装置变湿时,阻止装置翘曲。但是,刚性保持器会对样本存储装置添加额外的结构,从而使其制造和组装起来复杂和昂贵。另外,通过使样本卡与刚性保持器中的凹槽对准来简单地将纸板箱和样本存储介质插入到刚性保持器中;这意味着纸板卡和样本箱可容易地被移除,或者在装置的自动化处理或其它处理期间简单地掉出;这可导致样本由于疏忽而放错位置或方向,这会引起不合乎需要的后果。
本实用新型的目标是至少减轻现有技术的问题。
另外,本实用新型的装置非独有地意于用于将移除一块样本存储介质的自动化冲压系统。因此,该装置必须是刚性的,但冲压系统必须能够接近样本存储介质。由于设想到自动地处理手动收集来的样本,所以合乎需要的是需要表达在介质上的样本的错误/不足/被污染的布置。
实用新型内容
根据本实用新型的第一方面,提供一种组装用于存储和保持生物样本的装置的方法,该方法包括:提供第一刚性框架,第一刚性框架包括第一孔口;将生物样本存储介质置于第一刚性框架上,使得生物样本存储介质至少部分地与所述第一孔口交迭;将包括第二孔口的第二刚性框架置于第一刚性框架上,使得第一刚性框架和第二刚性框架包围生物样本存储介质,第二刚性框架布置成使得第二孔口至少部分地与生物样本存储介质交迭;以及将第一刚性框架附连到第二刚性框架上,从而使生物样本介质保持在第一刚性框架和第二刚性框架之间,借此能够通过所述第一孔口和所述第二孔口中的各个来接近生物样本介质,方法的特征在于,第一框架和/或第二框架包括至少一个预先限定的薄弱区域,以允许手动地移除所述框架的一部分。
通过将生物样本介质夹在两个刚性框架之间,可形成易于处理且在处理期间能够稳定可靠地防止损害的样本保持装置。将样本存储介质固定在两个刚性框架之间可保护样本存储介质以防意外地移除,以及/或者掉出提供的框架。
另外,由于刚性框架直接应用于生物样本存储介质本身,所以装置简单,包括较少构件。因而,装置的制造和组装是高效的。
优选地,在第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个中提供凹部,凹部具有布置成对应于生物样本存储介质的尺寸,方法包括将生物样本存储介质定位在所述凹部中。另外或备选地,方法可包括使用粘合剂将生物存储介质附连到第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个上。备选地或另外,第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个设有至少一个桩,而生物样本存储介质则设有至少一个孔,其中,孔中的至少一个的数量和位置对应于桩中的至少一个的数量和位置,而且方法包括:将至少一个桩定位在至少一个孔中;以及执行热和/或压力变形过程,以使至少一个桩变形,使得变形的桩阻止生物样本存储介质被从第一刚性框架和/或第二刚性框架移除。
这些特征提供方便的方法来将生物样本存储介质定位在第一刚性框架和第二刚性框架内。
在一些实施例中,第一刚性框架和第二刚性框架中的一个包括至少一个凸起,而刚性框架中的另一个包括至少一个孔,并且至少一个孔的位置对应于至少一个凸起的位置,方法包括将至少一个凸起定位在至少一个孔中,以使第一刚性框架对准第二刚性框架。这提供方便的方法来将两个刚性框架正确地对准在一起。
根据本实用新型的另一方面,提供一种用于保持生物样本的装置,该装置包括:生物样本存储介质;第一刚性框架,其包括第一孔口,第一孔口至少部分地与生物样本存储介质交迭;以及第二刚性框架,其包括第二孔口,第二孔口至少部分地与生物样本存储介质交迭,其中,生物样本存储介质固定在第一刚性框架和第二刚性框架之间,并且能够通过所述第一孔口和所述第二孔口中的各个来接近生物样本存储介质,以及其中,第一框架和/或第二框架包括至少一个预先限定的薄弱区域,以允许手动地移除所述框架的一部分。
在一些实施例中,所述生物存储介质包括用于吸收液体生物样本的膜。
在一些实施例中,所述第一刚性框架和所述第二刚性框架中的至少一个包括凹部,并且所述生物样本存储介质位于所述凹部中。
在一些实施例中,所述第一刚性框架和所述第二刚性框架中的各个均由塑料材料制成,并且所述至少一个薄弱区域包括各自由厚度减小的所述塑料材料形成的多个区域。
在一些实施例中,所述生物样本介质包括多个标记,所述标记限定用于存储位于与厚度减小的所述多个区域对应的位置处的生物样本的区域。
在一些实施例中,所述第一刚性框架和所述第二刚性框架中的各个由抗静电材料构成。
在一些实施例中,所述第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个的外表面包括带纹理的部分。
在一些实施例中,所述第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个的外表面包括至少一个凹部,所述至少一个凹部具有与自动化处理系统的末端执行器的大小和形状对应的大小和形状。
在一些实施例中,所述第一刚性框架和所述第二刚性框架中的各个包括位于所述框架的外边缘上的至少一个凹口。
在一些实施例中,所述框架为正方形或长方形,并且所述至少一个凹口是所述正方形或长方形的转角处经过移除而得到的一个或两个框架的一部分。
根据本实用新型的备选实施例,提供一种用于保持生物样本的装置,该装置包括:生物样本存储介质;第一刚性框架,其包括第一孔口,第一孔口至少部分地与生物样本存储介质交迭;以及第二刚性框架,其包括第二孔口,第二孔口至少部分地与生物样本存储介质交迭,其中,生物样本存储介质固定在第一刚性框架和第二刚性框架之间,并且能够通过所述第一孔口和所述第二孔口中的各个来接近生物样本存储介质,以及其中,第一框架和/或第二框架包括形成于所述第一框架和/或第二框架的周缘中的至少一个凹口。
在一些实施例中,生物样本介质包括用于存储生物样本的多个预先限定的区域,并且第一刚性框架或第二刚性框架中的至少一个的所述薄弱区域包括位于对应于预先限定的区域的位置处的多个可移除部分。
这使得能够通过移除对应于不可用样本的位置上的部件来可靠地指示不可用样本。
在一些实施例中,第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个的外表面包括带纹理的部分。备选地或另外,第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个的外表面可包括至少一个凹部,该至少一个凹部具有与自动化处理系统的末端执行器的大小和形状对应的大小和形状。这些特征会改进处理该装置的简易性。
根据本实用新型的又一方面,提供一种用于存储生物样本的设备,该设备包括:储存盒,其包括用于保持根据本实用新型的第二方面的多个装置的多个槽口,装置各自包括位于装置的外边缘上的凹口;以及根据本实用新型的第二方面的多个装置,其中,各个所述槽口包括具有布置成与所述至少一个凹口的尺寸对应的尺寸的突起。
这些特征使得多个装置能够可靠地存储在预定定向上。
构想到采用上面提到的装置来分析生物样本的方法。
根据本实用新型的优选实施例的以下描述,本实用新型的另外的特征和优点将变得显而易见,参照附图,仅以示例的方式给出本实用新型的优选实施例的描述。
附图说明
图1a显示根据本实用新型的第一实施例的、用于保持生物样本的装置的透视分解图;
图1b显示根据第一实施例的、用于保持生物样本的装置的透视图;
图2显示根据本实用新型的第二实施例的、用于保持生物样本保持器的装置的透视分解图;
图3a至3c显示根据本实用新型的第三、第四和第五实施例的、用于组装用于保持生物样本的装置的刚性框架和生物样本保持介质的透视分解图;
图4显示根据本实用新型的第六实施例的、用于保持生物样本的装置的透视图;
图5显示根据本实用新型的第七实施例的、用于保持生物样本的装置的正视图;
图6显示根据本实用新型的第八实施例的、用于保持生物样本的装置,以及用于存储生物样本的储存盒的透视图;
图7a显示根据本实用新型的第九实施例的生物样本保持器的透视图;
图7b显示根据本实用新型的第十实施例的生物样本保持器的透视图,其中,生物样本保持器设有用于在自动化处理期间进行抓持的带纹理的区域;
图8显示根据本实用新型的第十一实施例的、用于保持生物样本的装置;
图9a和9b显示根据本实用新型的实施例的、用于保持生物样本的装置的示例性尺寸;
图10显示生物样本保持器的第十二实施例;
图11显示生物样本保持器的第十三实施例;以及
图12示意性地显示分析存储在前面的图中示出的样本保持器上的生物样本的方法。
具体实施方式
图1a显示根据本实用新型的示例性实施例的生物样本保持器10。生物样本保持器10包括设置在两个刚性(即,在被施加机械力时抵抗变形)的、基本扁平的框架12a和12b之间的生物样本存储介质11。框架12a、12b各自包含孔口13(它们在下文中将被称为“窗口”),使得用户能够从装置10的任一侧接近生物样本存储介质11。
可使用注射模塑工艺,用塑料材料来制造框架12a、12b。应当选择所使用的塑料材料,使其在暴露于水分或从外部施加的机械力时不会容易地变形,而且可选择所使用的塑料材料,以使其经受住高温或高压。这使得样本保持器10特别适合于自动化(例如机器人)处理,因为样本保持器10应当基本保持刚性和扁平,从而允许以机器人的方式精确地例如从样本处理储存盒中移除和更换样本。也可选择塑料材料,使其在被处理时不会容易地产生静电荷,因为这种静电荷可导致问题,诸如使不同的样本保持器10粘在一起,从而干扰处理。适当的示例性塑料材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。但是,可使用任何其它适当的塑料材料作为备选材料。
生物样本存储介质11典型地是吸收剂膜存储介质,并且可用化学制品来处理生物样本存储介质11,以使存储在样本存储介质11上的样本稳定。适当的存储介质的示例包括未经处理的纸,诸如#903?牌的纸(由Whatman公司制造),以及经处理的过滤纸,诸如FTA?和FTA?Elute牌的纸(也是由Whatman公司制造)。可存储的样本的示例包括血、唾液和其它体液。
在保持装置的组装期间,存储介质11首先对准框架12a、12b中的一个,使得存储介质的至少一部分与那个框架12a、12b的窗口13交迭。接下来,另一个框架12a、12b进一步对准,使得这个第二框架12a、12b的窗口13的至少一部分与存储介质11交迭。典型地,第二框架12a、12b在形状和大小上与第一框架12a、12b相同,并且对准成使得其边缘对准第一框架12a、12b的那些。一旦对准,两个框架12a、12b附连到彼此上,使得存储介质11包围在框架12a、12b内。
框架12a、12b可使用超声焊接工艺来附连到彼此上,其中,两个框架12a、12b保持在一起,并且超声振动应用于框架12a、12b的边缘,以产生固态焊缝。备选地,两个框架12a、12b可使用例如粘合剂来附连到彼此上。
图1b显示示例性的组装好的样本保持器10。沿着样本保持器10的外围边缘的超声焊缝14基本永久地将框架12a、12b保持在一起,使得生物样本存储介质11无法被移除。能够通过第一框架12和第二框架12中的各个的窗口13来接近样本存储介质11。除了允许接近样本之外,窗口13协助对样本存储介质11通风,从而改进样本的干燥,并且还允许在后续处理期间,通过例如“冲压出”保持样本的样本存储介质11的一部分,来容易地移除样本。
可通过使用凸起和孔来促进框架的对准,如图2中示出的本实用新型的实施例中显示的那样。在图2中,第一刚性框架12a包括成组的四个对准凸起16,而第二刚性框架12b则包括对应的成组的四个对准孔17。凸起16和孔17互相定位成使得当两个框架12a、12b被放到一起时,凸起16装配到孔17中。这允许在两个框架12a、12b在装置的组装期间正确地定位,以及允许两个框架在连结过程期间保持对准。
在本实用新型的一些实施例中,保持器10另外设有用于对准和/或保持框架12a、12b中的存储介质的器件。图3a显示本实用新型的示例性实施例,其中,框架12a中的窗口13的边缘形成凹部19,凹部19具有的尺寸对应于样本介质11的那些,使得在第一框架12a附连到第二框架12b上的期间和之后,使样本介质紧紧地保持就位。虽然未显示,但将理解的是,对应的凹部典型地设置在第二框架12b中。
图3b显示本实用新型的另一个实施例,其中,在生物样本存储介质21中提供成组的孔20,以及提供对应的成组的桩21,桩21从框架12a的内表面突出。在制造期间,桩21定位在生物样本存储介质11中的对应的孔20中,并且对桩21的端部施加热和压力。这使桩21如图3b中的插图中显示的那样变形,使得各个桩21的端部的外径大于各个孔20的内径。这阻止生物样本存储介质21被移除。
图3c显示本实用新型的另一个实施例,其中,框架12a包括成组的突舌25,样本存储介质11滑到突舌25中,并且锁定在其中。可手动或自动地执行将样本存储介质11附连到框架12上的这种方法,而且该方法避免使样本存储介质11暴露于热和/或压力。
在参照图3a至图3c所描述的实施例中,在生物样本存储介质11如所描述的那样附连到第一框架12a上之后,第二框架12b典型地附连第一框架12a上。但是,在图3b和3c的情况下,由于生物样本存储介质11永久地附连到第一框架12a上,在不使用第二框架12b的情况下(例如为了降低成本),存储生物样本也将是可行的。
图4显示本实用新型的实施例,其中,生物样本存储介质11包括一系列标记,标记呈指示记号28的形式,记号28指示样本29可置于其上的位置。可使用不溶于水或不溶于其它普通溶剂的墨水来印刷记号28。典型地,使用例如吸液管31来对标记位置应用样本液体的液滴30,后续允许样本变干。
有时,样本可认为是不可用的,因为,例如,它们未正确地落入位置记号28内,或者它们在某些方面被污染。为了使得能够在视觉上指示样本是不可用的,在本实用新型的一些实施例中,在对应于标记的样本区域28的位置上提供可移除标签32,如图5中显示的那样。标签32可通过在注射模塑工艺期间形成的薄浇口33来在物理上连接到框架12a、12b上,使得浇口用塑料模塑材料形成薄弱区域。在这个实施例中,浇口33与框架12a、12b的表面对齐,并且足够坚实,以使标签32保持就位。但是,当认为样本不合适时,可通过直接对标签32施加小量压力来移除标签32。结果是可得到以对准的方式对应于记号28的独特记号,该独特记号标识不合适的样本,用户能够看见该记号,而且也能够通过各种各样的记号识别装备读取该记号。由于标签32的移除是不可逆的,所以它提供优于指示坏样本的现有技术方法的优点,在现有技术的方法中对样本保持器应用笔迹记号或其它记号;在这些现有技术的方法中,后续可能会忽略或意外地移除记号,这可导致在后续的处理中使用不合适的样本。另外,与笔迹记号的存在或不存在相比,自动化机器更容易感测到标签32的存在或不存在。
为了自动地处理大量样本,将多个样本保持器10存储在设有用于接收样本保持器10的多个槽口37的储存盒36中可为有用的,如图6中显示的那样。样本保持器10的刚性性质使其特别适于此目的。另外,为了避免未对准储存盒36中的卡,可在样本保持器10的边缘处设置凹口38。可在储存盒36的各个接收槽口37中设置对应的突起,使得样本保持器10仅可以一个定向完全插入到储存盒36中,例如使得保持器10的、样本位于其上的面可仅面向一个方向。
储存盒36可布置成符合标准SBS(关于生物分子科学的标准)占地面积,以便易于与现有的实验室装备一起使用。例如,储存盒36可具有127.76 mm的长度(L)和85.48 mm的宽度(W)。
图7a显示本实用新型的实施例,其中,框架12a、12b中的至少一个的表面包括凹部40,凹部40对应于相对的抓持器配件的大小和形状,抓持器配件通常形成机器人自动化处理系统的末端执行器。凹部40允许较好地抓持框架12a、12b,以及将样本保持器35较精确地布置在例如测试机和/或储存盒36中,诸如上面参照图6所描述的那个。
图7b显示本实用新型的实施例,其中,带纹理的部分41包括在框架12a、12b中的一个或两者的表面上,以提供额外的抓持。这对改进自动化系统中的处理提供备选手段。带纹理的表面也可用作对有视觉障碍的人的识别协助;例如,不同的纹理可指示不同类型的样本。
图8显示本实用新型的实施例,其中,使用印刷技术(诸如丝网印刷)来将纹理信息43和/或图形信息44印刷在保持器10的表面上。这个信息可包括指导、徽标、保持器名称等。典型地用不易因为接触诸如储存盒36或机器人末端执行器的其它部件而被移除的、以及不溶于水或不溶于常用的溶剂的材料来进行印刷。
样本保持器10的外部尺寸可布置成符合具有标准SBS占地面积格式的储存盒36,如上面关于图6所描述的那样。在图9a和9b中显示示例性尺寸,所显示的数量表示毫米。
图10显示大体如上面描述的那样的样本保持器10。在这个实施例中,前面描述的凹口38由较深的转角凹口58代替。如果样本保持器10意外地错误地插入,则转角凹口58使样本保持器10立在储存盒36的上面。转角凹口58为大约8-10 mm深,而且比凹口38更深,所以样本保持器10的任何直立都比这个转角凹口10显眼。这个较深的凹口58形成于样本保持器10的一个转角处,使得较容易地在那个位置处制造较深的凹口。
另外,图10中显示的样本保持器10具有对准记号50,对准记号50可由成像识别软件识别,并且对冲压(未显示)机构提供对准,以移除一块存储介质11。
另外参照图11,所显示的样本保持器10包括保护性包层52,保护性包层52在其受制端54处保持在两个框架12a和12b之间,并且保护性包层52具有自由端56,自由端56包裹样本保持器10,以保护样本保持器10不受污染。在这种情况下,包层52具有用于围绕样本保持器10的边缘而折叠的折叠部58。另外,在折叠远离包层52的其余部分的突舌60的协助下,包层52可将样本保持器保持在直立的干燥位置,如图1中显示的那样,以使样本保持器10保持就位。
图12显示图4中显示的生物样本29的处理的示意图。在实践中,以手动的方式将样本29应用于样本保持器10上,并且多个保持器10装到储存盒36中,以进行自动化挑选。一旦挑选好,保持器10就移动到冲压台80,在那里,使用摄影机90来分析保持器10。可动冲压器110接近保持器10的一侧,而冲压衬垫120则接近相对的一侧。根据来自摄影机90的信息正确地定位的冲头和衬垫沿箭头A的方向朝彼此移动,以从保持器的样本存储介质移除子样本部分100。随着冲压和衬垫移动到各个经标识的样本,可用这种方式冲压各个样本29。
错误地应用的样本29由移除的标签32指示,并且对应的样本29(如果存在的话)被忽略。
根据已知技术,典型地通过将子样本部分100置于反应室130中,以及在分析子样本之前以生物化学的方式处理子样本,来处理子样本100。
以上实施例要理解为本实用新型的说明性示例。设想到本实用新型的另外的实施例。例如,虽然在上面描述了可使用注射模塑技术来制造刚性框架12a、12b,但也可使用其它技术,诸如用塑料片材进行冲压。
在一些情况下,可重复使用刚性框架12a、12b可为合乎需要的。在这种情况下,刚性框架12a、12b不是永久地附连到彼此上,而是它们可使用例如推压式紧固件而可脱开地固定在一起。照这样,当使用了样本存储介质11且不再需要它时,可从框架12a、12b中移除样本存储介质11,而且可插入新的样本存储介质11。
另外,要理解的是,可单独使用,或者与描述的其它特征结合起来使用关于任何一个实施例所描述的任何特征,而且它们也可与任何其它实施例的一个或多个特征或者任何其它实施例的任何组合结合起来使用。此外,也可采用上面未描述的等效物和修改,而不偏离本实用新型的范围,本实用新型的范围由所附权利要求限定。
Claims (11)
1.一种用于保持生物样本的装置,所述装置包括:
生物样本存储介质;
第一刚性框架,其包括第一孔口,所述第一孔口至少部分地与所述生物样本存储介质交迭;以及
第二刚性框架,其包括第二孔口,所述第二孔口至少部分地与所述生物样本存储介质交迭,其中,所述生物样本存储介质保持在所述第一刚性框架和所述第二刚性框架之间,并且能够通过所述第一孔口和所述第二孔口中的各个来接近所述生物样本存储介质,以及其中,所述第一刚性框架和/或所述第二刚性框架包括至少一个预先限定的薄弱区域,以允许手动地移除所述框架的一部分。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述生物存储介质包括用于吸收液体生物样本的膜。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一刚性框架和所述第二刚性框架中的至少一个包括凹部,并且所述生物样本存储介质位于所述凹部中。
4.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一刚性框架和所述第二刚性框架中的各个均由塑料材料制成,并且所述至少一个薄弱区域包括各自由厚度减小的所述塑料材料形成的多个区域。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述生物样本介质包括多个标记,所述标记限定用于存储位于与厚度减小的所述多个区域对应的位置处的生物样本的区域。
6.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一刚性框架和所述第二刚性框架中的各个由抗静电材料构成。
7.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个的外表面包括带纹理的部分。
8.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一刚性框架和第二刚性框架中的至少一个的外表面包括至少一个凹部,所述至少一个凹部具有与自动化处理系统的末端执行器的大小和形状对应的大小和形状。
9.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一刚性框架和所述第二刚性框架中的各个包括位于所述框架的外边缘上的至少一个凹口。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述框架为正方形或长方形,并且所述至少一个凹口是所述正方形或长方形的转角处经过移除而得到的一个或两个框架的一部分。
11.一种用于存储生物样本的设备,所述设备包括;
储存盒,其包括用于保持根据权利要求9或10所述的多个装置的多个槽口;以及
根据权利要求9或10所述的多个装置,
其中,各个所述槽口包括具有布置成与所述至少一个凹口的尺寸对应的尺寸的突起。
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