CZ331298A3 - Zařízení pro optickou analýzu vzorků - Google Patents

Description

ZAŘÍZENÍ PRO OPTICKOU ANALÝZU VZORKŮ

Oblast techniky

Uvedený vynález se vztahuje k zařízení pro optickou analýzu vzorku, zvláště krevního vzorku, přičemž toto zařízení obsahuje jednak průhlednou, talířovitě tvarovanou část, mající povrch, který zachycuje vzorek, a dále obrubu, která ohraničuje tuto část.

Dosavadní stav techniky

Ve zdravotnictví a v lékařství je běžné odebírat vzorky tělesných tekutin či tkání a poté je analyzovat buď pod mikroskopem nebo pomocí nějaké jiné optické metody. Aby analýza byla uskutečnitelná, musí být obvykle odebrané vzorky umístěny na nebo v nějakém testovacím zařízení, například na podložním sklíčku mikroskopu nebo v kyvetě.

Příkladem tohoto je takzvaný diferenciální kalkul bílých krvinek, ve kterém poměrné rozložení bílých krvinek mezi pěti hlavními třídami bílých krvinek je stanoveno tak, aby se dosáhlo určení různých stavů nemoci.

Diferenciální kalkul se obvykle celý provádí manuálně. Pacientovi, jehož krev má být podrobena rozboru, je odebrán krevní vzorek. Na podložní sklíčko se nakape pár kapek vzorku a ty se rozetřou jako slabá vrstva přes povrch sklíčka pomocí nakloněného menšího podložního sklíčka. Následně poté je krev na podložním sklíčku zbarvena a fixována. Nakonec je sklíčko umístěno pod mikroskopem a krev je zkoumána laboratorním technikem, který počítá bílé krvinky v odpovídající ploše na sklíčku a určuje, ke které hlavní třídě každá z nich patří.

Tento manuální diferenciální kalkul je časově náročný a není příliš racionální. Proto se prováděly různými způsoby pokusy o zautomatizování tohoto postupu.

Například je znám způsob rozetření krve na sklíčku pomocí rotačního mechanismu.

Prázdné sklíčko je umístěno v držáku v rotačním mechanismu, a hned potom se nakape pár kapek krve na sklíčko, které rotuje, čímž se krev roztírá jako tenká vrstva přes povrch sklíčka. Potom se sklíčko manuálně vyjme z rotačního mechanismu.

Potíž v souvislosti s tímto rotačním úkonem spočívá v tom, jak odstranit přebytečnou krev; to znamená krev, která se během rotování dostane pryč z povrchu sklíčka. Část této krve je na ostrém okraji sklíčka rozptýlena nájemné částice a usazuje se na různých místech uvnitř rotačního mechanismu, zatímco další Část krve přetéká přes okraj sklíčka a zůstává vězet v držáku, který sklíčko drží. Od té doby, kdy přímý kontakt s krví představuje nebezpečí na zdraví, mělo by se veškerému manuálnímu zacházení s přebytečnou krví zabránit. Aby se dalo manipulovat s přebytečnou krví ve rotačním mechanismu, byla navržena více či méně komplikovaná a tudíž různě drahá zařízení mající vodní přepážky a odsávací možnosti, viz např. patent US 4.106.828.

Patent US 5,326.398 předvádí uspořádání sklíčka v izolovaném plastickém pouzdře během rotačního úkonu. Pouzdro má malé otvory, kterými může být krev nakapána na sklíčko, a pouzdro obklopuje převážnou část sklíčka tak, že krev, která se dostane pryč ze sklíčka, je zachycena v pouzdře. Před rotováním a po něm je však sklíčko manipulováno manuálně a bez pouzdra.

Patent US 4.197.329 předvádí rotační mechanismus na krev, ve kterém je sklíčko umístěno v prohlubni v otáčivé části. Materiál ve formě např. tampónu, který zachycuje odpad, je umístěn okolo prohlubně v otáčivé části. Během rotování je přebytečná krev zachycena v tomto materiálu, zachycujícím odpad. Před rotováním a po něm je však sklíčko manipulováno manuálně obvyklým způsobem. Patent US 4.108.109 předvádí podobný rotační mechanismus.

-2Stává se stále běžnějším provádět diferenciální kalkul pomocí přístroje, který automaticky provádí rozbor krve v tekutém stavu. Na rozdíl od výše uvedených metod je však vzorek po rozboru v tomto přístroji zničen. To znamená, že není možné provést manuální druhou kontrolní zkoušku pod mikroskopem v případě, že vzorky vyžadují další prověřování, což spolu s vysokou cenou tohoto přístroje představuje značný nedostatek této metody. Pro diferenciální kalkul je zde tudíž zapotřebí metod, které jsou založeny na užití podložních sklíček, a které umožní jak manuální tak automatický rozbor vzorku.

Výše uvedené optické metody pro diferenciální kalkul jsou všechny založeny na použití podložních sklíček s různým stupněm manuálního zacházení. Jak je dobře známo, podložní sklíčko je obdélníková destička ze skla nebo plastiku, která má dvě paralelní hlavní strany, přičemž analyzovaný vzorek je umístěn na jednu z hlavních stran. Avšak se sklíčky je obtížné zacházet. Obtížně se berou do ruky, drží i ukládají. Jsou poměrně křehká a mohou způsobit poranění ve formě řezné rány. Jestliže vzorky, které mají být umístěny na podložních sklíčkách, se skládají z krve nebo něčeho podobného, co může přenést infekci, manuální zacházení s nimi znamená v každém případě zdravotní riziko.

Patent US 5.225.266 předvádí zařízení, které obsahuje obdélníkové sklíčko, uzavřené do obdélníkového plastického rámečku. Na jedné kratší straně sklíčka je šířka rámečku větší, čímž se vytváří možnost pro uchopení. Tloušťka rámečkuje přibližně stejná jako tloušťka sklíčka.

Patent US 4.159.875 předvádí zařízení obsahující obdélníkový, značně plochý držák na sklíčko, jehož jedna strana je upravena tak, aby podpírala sklíčko. Držák je sestrojen tak, aby chránil sklíčko před poškrábáním během přemístění a aby umožnil hromadění a seřazení sklíček při automatické manipulaci.

Žádná z těchto dvou předchozích technik však neřeší problém odstranění přebytečného testovacího materiálu. Tudíž ani jedné nemůže být použito k bezpečnému zacházení s krví.

Z pohledu uvedených faktů vyplývá, že záměrem vynálezu je poskytnout zařízení typu, popsaného v úvodu, pomocí něhož se s krví a s ostatními vzorky může manipulovat bezpečnějším způsobem, než jaký poskytují zařízení předchozích technik.

Tohoto záměru je dosaženo zařízením podle nároku 1. Přednostní provedení jsou popsána v podřízených nárocích.

Toto nové zařízení je ve formě misky, jehož talířovitě tvarovaná část tvoří dno. Pás absorbujícího materiálu je sestaven do smyčky, vedené podél obvodu talířovitě tvarované části. Absorbující materiál slouží k absorbování přebytečných kapalín vzorku a přídavné kapaliny z povrchu talířovitě tvarované části, která snižuje riziko, že uživatel přijde do styku s konkrétním roztokem. Pás absorbujícího materiálu je přednostně, avšak ne nezbytně, uveden do přímého kontaktu s obvodem talířovitě tvarované části. Absorbující materiál dále slouží zvláště důležitému účelu, kdy toto zařízení je užito pro krev, která je do něho vstříknuta.Ostrý okraj, na kterém je krev obvykle rozptýlena nájemné částice, je vlastně eliminován absorbujícím materiálem, sestaveným podél obvodu talířovitě tvarované části.

Od chvíle, kdy se absorbující materiál stane součástí zařízení, je ještě navíc zřejmé, že toto zařízení je k použití, a proto nemůže být chybně použito.

Toto zařízení je tedy talířovitě tvarované, což znamená, že je snadné jej uchopit a že riziko, že substance vzorku unikne ze zařízení je velmi malá, což je výhodné, např. když krev má být přenesena z bříška prstu přímo na povrch, zachycující vzorek.

Obruba chrání uživatele před přímým kontaktem s absorbujícím materiálem. V jednom provedení, pás absorbujícího materiálu v podstatě tvoří obrubu zařízení, přičemž vnějšek obruby je opatřen ochrannou bariérou, která zabraňuje absorbované tekutině uniknout skrz obrubu.

-3 Obruba ohraničuje talířovitě tvarovanou část tak, že zařízení tvoří koherentní jednotku. V jednom konkrétním provedení jsou obruba i talířovitě tvarovaná část udělány z jednoho nedílného kusu.

Talířovitě tvarovaná část je průhledná, takže optická analýza může být uskutečněna pomocí světla, které je propouštěno skrz vzorek na povrch, zachycující vzorek. V rámci toho, talířovitě tvarovaná část může být opatřena reflexní vrstvou na spodní straně, takže světlo může být odráženo v optické analýze zpět skrz vzorek.

Toto nové zařízení může být použito pro všechny druhy vzorků, které mají být rozetřeny na povrchu a opticky analyzovány, aleje zvláště výhodné pro krevní vzorky.

Stručný přehled obrázků na výkresech

Vynález bude nyní popsán s odkazem na doprovodné obrázky, ve kterých :

Obr. 1 ukazuje provedení vynálezu z perspektivního pohledu seshora.

Obr, 2 ukazuje průřez provedení vynálezu, zobrazeného na obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení zobrazené na obr. 1 a 2 se v podstatě skládá z obruby 1 tekutinu nepropouštějícího materiálu, z průhledné talířovitě tvarované části 2, sloužící na zachycení vzorku, a z pásu absorbujícího materiálu 3, který tvoří smyčku podél obvodu talířovitě tvarované části. Zařízení je ve formě misky, jejíž dno se v podstatě skládá z talířovitě tvarované části a obruba v podstatě tvoří stěnu misky. Zařízení je určeno pro vzorky kapalin nebo tuhé vzorky s kapalnými přísadami, přičemž přebytečná kapalina je absorbována absorbujícím materiálem.

Přesněji, obruba I vytváří kruhový držák pro talířovitě tvarovanou část 2 a ohraničuje její obvod. Obruba má cylindrickou stěnovou část 4, tvořící stěnu misky, a dolní část 5, jejíž spodní část tvoří prstencový nosný povrch 6 tohoto zařízení, to znamená spodní okraj zařízení.

Stěnová část 4 má horní okraj 7, Ve znázorněném provedení je vnější průměr zařízení nepatrně větší v blízkosti horního okraje 7 než v blízkostí dolní části 5, čímž je umožněno naskládat několik těchto zařízení na sebe. Výška stěnové Části 4 je podstatně větší než tloušťka talířovitě tvarované části, avšak menší než její poloměr, přičemž miska je vymezena stěnovou Částí 4 a talířovitě tvarovanou částí 2. Stěnová Část 4 slouží jednak jako ochranná bariéra pro kapalinu, kterou absorbující materiál není schopen absorbovat, a jednak jako Část, kterou je snadné uchopit a která umožňuje bezpečné a jednoduché zacházení s tímto zařízením.

Na dně misky, přesněji na vrchní straně dolní části 5 a přilehlé k vnitřku stěnové části, je vytvořen prstencový žlábek 8 pro upevnění absorbujícího materiálu 3.

Ve znázorněném provedení je talířovitě tvarovanou Částí kruhovitý skleněný talíř mající dvě paralelní hlavní strany 9 a 10. Talířovitě tvarovaná část je ohraničena podél svého obvodu obrubou I ve stupňovité části 11. v dolní části 5 a je držena pomocí upevňujících držadel 12, vystupujících z dolní části v pravidelném rozmezí. Talířovitě tvarovaná část je tudíž sestavena těsněji k prstencovému nosnému povrchu 6 dolní části než k hornímu okraji 7 stěnové části, avšak ještě v určité vzdálenosti od nosného povrchu 6, takže zařízení může být umístěno na povrch bez jakéhokoliv rizika, že spodní strana 10 talířovitě tvarované části bude poškrábána. Je-li to potřeba, talířovitě tvarovaná část může být udělána tak, aby byla uvolnitelná z obruby. Toho se může dosáhnout například tím, že se vyrobí pružná upevňující držadla, a v tomto případě pás absorbujícího materiálu poslouží jako zajišťující kruh pro upevňující držadla.

• · . · · ···· · i · ·· ·

..........

-4Samozřejmě mohou být použity pro držení talířovitě tvarované části i jiné upevňovací prostředky než upevňovací držadla. Nebo také talířovitě tvarovaná část může být udělána jako nedílný kus spolu s obrubou.

Vrchní hlavní strana 9 talířovitě tvarované části tvoří povrch, zachycující vzorek. Povrch může být, je-li to zapotřebí, upraven nějakým vhodným způsobem ve spojem s výrobkem, např. s činidlem, protilátkami či agarem pro růst bakterií.

Přednostně se absorbující materiál skládá z porézní látky, takže přebytečná kapalina může být absorbována kapilární přitažlivostí, nebo z látky jemné struktury, která je schopna absorbovat přebytečnou kapalinu. Příkladem vhodné látky je polymer nebo vláknité látky, např. celulóza, papír nebo vata. Přidá se přiměřeně baktericidní látka, např. Gevesol nebo dřevoimpregnující činidlo. Jak bylo již výše zmíněno, absorbující materiál je signálem, že zařízení je použitelné.

Základna žlábku 8 a tudíž i nižší okraj absorbujícího materiálu jsou v zobrazeném provedení umístěny těsněji k spodnímu okraji 6 zařízení, než povrch talířovitě tvarované části, zachycující vzorek, takže kapalina má tendenci stékat do absorbujícího materiálu. Absorbující materiál má takovou tloušťku, že povrch, zachycující vzorek, je umístěn pod horním okrajem absorbujícího materiálu. V obvodu talířovitě tvarované části není žádný ostrý okraj, který může způsobit rozptýlení kapaliny nájemné částice. Namísto úpravy absorbujícího materiálu ve žlábku 8 by bylo možné dát jej na povrch, zachycující vzorek, po jeho obvodu. Potom by se však nedosáhlo té výhody, kdy kapalina stéká dolů do absorbujícího materiálu.

Zařízení může být opatřeno sejmutelným víčkem nebo těsněním (není zobrazeno), které chrání povrch, zachycující vzorek, a rovněž jej chrání před prachem. Má-li být zařízení užito pro krevní vzorky, může být opatřeno například slabou perforovatelnou plastickou blánou.

Krevní vzorek potom může být vstříknut skrz plastickou blánu, která je na něm ponechána během rotování a zabarvování, tak aby se dále snížilo riziko, že krev unikne ze zařízení.

Později, kdy krevní vzorek má být analyzován, se plastická blána stáhne.

Vnějšek zařízení je cylindrický, což usnadňuje uchopení a umístění v držáku v různých přístrojích. Kromě toho povrch, zachycující vzorek, je kruhovitý, což je výhodné, protože poskytuje největší možnou plochu analýzy co se týká obvodu povrchu analýzy. Je výhodné z hlediska výrobku, že zařízení je rotačně symetrické kolem osy vedoucí svisle k povrchu, zachycujícímu vzorek, protože se tak získá symetrické rozložení síly. Není nezbytné mít rotační souměrnost, avšak tvar misky a absorbující materiál přinášejí velké výhody v porovnání s předcházející technikou podložních sklíček, i když zařízení je v průřezu jiné než kruhové.

V jiném provedení se může obruba skládat z absorbujícího materiálu, a v tomto případě pás absorbujícího materiálu může tvořit integrovanou část obruby. Za účelem zabránit kapalině před únikem skrz obrubuje vnějšek obruby opatřen ochrannou bariérou, nepropouštějící kapalinu. Toho se dosáhne například tím, že absorbující materiál se natře jemným lakem.

Jak bylo již výše uvedeno, popsané zařízení může být prospěšně použito pro bezpečné zacházení s krevními vzorky, zvláště s těmi, které mají být vstříknuty a opticky analyzovány, tak jako při diferenciálním kalkulu. Zařízení je však také výhodné pro ostatní vzorky, například pro cervikálví nátěr a kulturu bakterie, které mají být analyzovány opticky.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro optickou analýzu vzorku, obsahující průhlednou, talířovitě tvarovanou část (2), která má povrch, zachycující vzorek (9), a obrubu (1), která ohraničuje talířovitě tvarovanou část, vyznačující se tím, že zařízení je ve formě misky, talířovitě tvarovaná část v podstatě tvoří dno misky; a že pás absorbujícího materiálu (3), který je uzpůsoben tak, aby absorboval kapalinu z povrchu, zachycujícího vzorek, je uspořádán do smyčky podél obvodu talířovitě tvarované části (2).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, kde pás absorbujícího materiálu je pojmut do žlábku (8), vytvořeného v obrubě.
3. 3. Zařízení podle nároku 2, kde povrch, zachycující vzorek (9), je umístěn těsněji k spodnímu okraji (6) obruby (1), než k jejímu hornímu okraji (7), a kde základna žlábku (8) obruby je umístěna mezi spodním okrajem (6) obruby a povrchem, zachycujícím vzorek (9).
4. 4. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1-3, kde obruba (1) má přinejmenším stejnou výšku jako absorbující materiál.
5. 5. Zařízení podle nároku 1, kde obruba (1) sestává z absorbujícího materiálu, a kde obruba je opatřena zvnějšku ochrannou bariérou, nepropouštějící kapalinu.
6. 6. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, zařízení je v podstatě otáčivě symetrické kolem osy vedoucí kolmo k talířovitě tvarované části (2).
7. 7. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde obruba (1) má vnější stranu cylindrickou.
8. 8. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde povrch, zachycující vzorek (9) má kruhový obvod.
9. 9. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde absorbující materiál (3) se skládá z polymeru nebo z vláknité látky.
10. 10. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde absorbující materiál (3) obsahuje baktericidní látku.
11. 11. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, zařízení je vybaveno perforovatelným krytem,
12. 12. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, kde obruba (11) a talířovitě tvarovaná část jsou zhotoveny tak, že spolu tvoří nedílnou součást.