JPH11503528A - Pipette pressure sensor for diagnostic systems - Google Patents

Pipette pressure sensor for diagnostic systems

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JPH11503528A
JPH11503528A JP9526090A JP52609097A JPH11503528A JP H11503528 A JPH11503528 A JP H11503528A JP 9526090 A JP9526090 A JP 9526090A JP 52609097 A JP52609097 A JP 52609097A JP H11503528 A JPH11503528 A JP H11503528A
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pressure
flexible portion
substantially incompressible
change
conduit
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JP9526090A
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Inventor
ディー マクニール、ジャック
Original Assignee
ベックマン インスツルメンツ インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】 診断システムのための流体サンプル(14)を移送するピペッティングにおける流れ制限物を検出するための装置である。この装置(10)は、流体サンプル(14)を移送する中空の導管(12)と、ハウジング(16)と、実質的に圧縮不可能の媒体(18)と、センサ(20)とを含む。中空の導管(12)は、可撓部(24)すなわちエラストマで形成された薄い壁の管の一片を含む。導管(12)は、実質的に一定の内部横断面積を有する。ハウジング(16)は、可撓部(24)を実質的に取り巻きかつ可撓部(24)の周りに密閉された内部チャンバ(62)を形成する。実質的に圧縮不可能の媒体(18)は内部チャンバ(62)を満たす。センサ(20)は、実質的に圧縮不可能の媒体(18)と連絡しており、実質的に圧縮不可能の媒体(18)の圧力変化を検出する。導管内の流れ制限物は、可撓部(24)を膨張させる導管内の圧力増大を生じさせる。可撓部(24)の膨張は、センサ(20)によって検出される内部チャンバ(62)内の実質的に圧縮不可能である媒体(18)の圧力増大を生じさせる。 (57) Abstract: A device for detecting a flow restriction in pipetting for transferring a fluid sample (14) for a diagnostic system. The device (10) includes a hollow conduit (12) for transporting a fluid sample (14), a housing (16), a substantially incompressible medium (18), and a sensor (20). The hollow conduit (12) includes a flexible section (24), a piece of thin-walled tubing made of an elastomer. The conduit (12) has a substantially constant internal cross-sectional area. The housing (16) substantially surrounds the flexible portion (24) and forms an internal chamber (62) sealed around the flexible portion (24). The substantially incompressible medium (18) fills the inner chamber (62). The sensor (20) is in communication with the substantially incompressible medium (18) and detects a change in pressure of the substantially incompressible medium (18). The flow restriction in the conduit causes an increase in pressure in the conduit that causes the flexure (24) to expand. The expansion of the flexure (24) causes a pressure increase in the substantially incompressible medium (18) in the inner chamber (62) detected by the sensor (20).

Description

【発明の詳細な説明】 診断システムのピペット圧力センサ 本発明は、流れを制限するものの存在、すなわち診断システムのピペッティン グにおける血餅を検出するための装置および方法に向けられている。 診断システムは、通常、疾病の有無について血液サンプルを分析するために使 用される。診断システムは、典型的には、血液サンプルを収容する採集管から予 め定められた量の血液サンプルを取り出すため、ピペッティングを介して動力化 されたシリンジに接続されたプローブを用いる。予め定められた量が取り出され ると、クレーンが前記プローブを前記採集管から反応カップに移動させ、試験の ために前記サンプルが前記反応カップに吐き出される。 しかし、前記プローブおよび/またはピペッティングにおける障害物、すなわ ち前記血液サンプル中の血餅が、前記反応カップに移される前記予め定められた 量の正確性に不利な影響を及ぼす。不正確な量のサンプルについての試験が行わ れると、前記診断システムは不正確な結果に到達する。この問題は、管理なしで 操作される自動化された診断システムに関してはより一層一般的になっている。 したがって、試験中の試料の適正量を確保するため、ピペッティングおよびプ ローブ中の流れの制限物を検出することが必要になる。 この問題を解決するための試みは、ピペッティングに伸びる側部連結部の設置 と、該側部連結部への圧力変換器の結合とを必要とする。前記圧力変換器は、流 れ制限物を示すピペッティングにおける圧力変化を検出するために用いられる。 しかし、この試みは、前記側部連結部が空気と、前記サンプルを汚染しかつ診断 に不利な影響を及ぼしうる汚染物質とを保持することがあるため、満足のいくも のとは限らない。また、前記サンプルの一部が前記側部連結部に残ることがあり 、このため、前記反応カップに移されるサンプルの量が減少する。さらに、前記 圧力変換器は前記ピペッティングに直接に接続しているため、前記圧力変換器が 試験中のサンプルに直接触れる。このため、前記圧力変換器および/または前記 試験中のサンプルがこのような接触により不利な影響を受ける可能性がある。 したがって、汚染物質や空気を収容しおよび/または試料の一部を保持しうる 側部連結部を必要としない、ピペッティングにおける流れ制限物の存在を検出す るための装置を必要とする。さらに、サンプルに直接に接触することのない装置 を必要とする。 概要 本発明は、これらの要求に適合する、ピペッティングにおける圧力変化を検出 するための装置に向けられている。本発明に係る、診断システムに流体サンプル を運ぶピペッティングにおける圧力変化を検出するための装置は、前記流体サン プルを運ぶための中空の導管と、ハウジングと、実質的に圧縮不可能である媒体 と、センサとを含む。以下に詳述するように、この装置は、ピペッティングにお ける側部連結部の必要なしにまた前記した物質と前記センサとの間の直接の接触 なしに、ピペッティング中の圧力増大を検出する。 前記導管は、実質的に一定である内部横断面積を有し、また、典型的にはエラ ストマ製の管の薄い壁部分からなる可撓部を含む。前記ハウジングは実質的に剛 性を有し、また、実質的に前記可撓部を取り囲みかつ前記可撓部の周りに実質的 に密閉された内部チャンバを形成する内部空洞を有する。前記実質的に圧縮不可 能である媒体は前記内部チャンバ内に配置されかつこれを満たしている。前記セ ンサ、典型的には圧力変換器は、前記実質的に圧縮不可能の媒体と接続または連 絡し、前記媒体における圧力変化を検出する。 本発明は、また、流体サンプルを運ぶピペッティングにおける圧力変化を検出 するための方法を含み、前記ピペッティングは可撓部を含む。この方法は、実質 的に圧縮不可能である媒体で満たされ、密閉またはシールされた内部チャンバで 前記可撓部を取り囲むこと、および、センサで前記内部チャンバ内の圧力の増大 を感知することを含む。 以下に説明するように、前記導管内の流れ制限物は前記導管内の圧力減少を引 き起こし、これが前記薄い壁の可撓部に収縮を生じさせる。前記可撓部の収縮は 、前記センサによって検出される前記チャンバ内の前記実質的に圧縮不可能であ る媒体の圧力減少を生じさせる。したがって、本発明は、前記導管の内部横断面 積を変化させ、また、完全性に不利な影響を与える汚染物質または空気と、運搬 物質の一部とを含み得る前記導管の側部連結部なしに前記導管内の圧力の変化を 検出する。加えて、前記センサが、前記導管によって運ばれる前記物質の代わり に前記圧縮不可能の媒体に接続しているため、前記センサと前記物質との間に不 利な反応または相互作用が生じる機会はない。 図面 本発明のこれらのおよび他の特徴、側面および利点は、以下の説明、添付の請 求の範囲および添付図面からさらに明らかとなろう。 図1は、本発明の特徴を有する導管の圧力変化を検出する装置の正面の一部切 欠き図である。 図2は、図1における装置の分解された一部切欠き正面図である。 図3は、図1の装置の底面図である。 図4は、図1の装置を含む診断システムの側部平面図である。 説明 本発明に係る、流体サンプルを運びまたは移送するピペッティングにおける圧 力の変化を検出するための装置10は、(i)流体サンプル14を移送することが できる中空の導管12と、(ii)ハウジング16と、(iii)実質的に圧縮不可能の 媒体と、(iv)センサ20とを含む。 図4に示すように、導管12内の圧力の変化を検出するための装置10は、診 断システム22のためのピペッティングおよびプローブ21における流れ制限物 (図示せず)を検出するために役立つ。適当な診断システム22がカリフォルニ ア州ブレアに所在のベックマン インスツルメンツ インコーポレーテッドによ り販売されている。適当なプローブ21が、1995 年10月20日に出願された 「Vented Probe and Method for Adding and Sample From A Container 」と題する米国特許に開示されており、ここに参照により組み入れられている。 選択的に、本発明は、流体サンプル14が側部連結部における空気または汚染 物質により汚染されることがある場合、移送される流体サンプルの正確な量が重 要である場合、またはセンサ20と流体サンプル14との間の直接の接触をもつ ことが望ましくない場合の適用に特に有用である。 流体サンプル14は、導管12を通して移送可能である流体である。診断装置 22に関して、流体サンプル14は、通常、血液サンプルまたは尿サンプルであ る。 典型的に、導管12は、可撓性を有するセクションである可撓部24を含む中 空で筒状の管である。導管12は、流れの停滞と、前記サンプルの量および完全 性に不利な影響を及ぼすことがある汚染物質および/または空気の存在とを阻止 するために実質的に一定である内部横断直径を有する。図1−図4に示す例では 、可撓部24は可撓性を有する管の一片からなり、また、導管12は一対の残り のセクションすなわち残部26と、可撓部24を両残部26に接続するための一 対のアダプタ28とを含む。 導管12の残部26は、典型的には、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、エラ ストマ、ポリマー、または、導管内12内の流体サンプル14や温度および圧力 によって不利な影響を受けない任意の材料のものからなる。図示の例では、導管 12は、診断システム22用の予め定められた比較的少量の血液サンプルを運ぶ ように設計されている。したがって、約 0.025-0.25cm(0.01-010 インチ)を有 する残部26の内径27は、前記血液サンプルを移送するために十分である。選 択的に、必要であれば、より大きい内径27を有する残部26を用いることがで きる。 好ましくは、可撓部24は円形の横断面形状を有し、また、移送される流体サ ンプル14の量の正確さに不利な影響を与えることがある導管12内での流動停 滞を最小にするために導管の残部26と同様の内径29を有する。したがって、 前記した診断システム22のため、可撓部24は約 0.025-0.25cm(0.01-0.10 インチ)の間の内径29を有する。選択的に、可撓部24は楕円または長円の横 断面形状を有するものでもよく、この形状は、典型的に、圧力の増大が生じると き、可撓部24が前記円形の横断面形状より容易に膨張するためである。しかし 、前記楕円または長円の横断面形状は、導管12内の流体サンプルの流れを中断 することがある。 典型的には、可撓部24が導管12内の圧力の増大に伴って膨張するように、 可撓部24は薄い壁からなる。すなわち、可撓部24は、2.5cm(1インチ)の 約 1/8000 ないし 1/12000 の間の壁の厚さ30を有する。可撓部24の壁厚3 0が増大すると、可撓部24を膨張させるために追加の圧力が必要とされ、また 、装置10はわずかな圧力増大に対する感度を失う。選択的に、壁厚30が減少 すると、可撓部24は破裂しやすくなる。典型的には、前記可撓管の膨張は実質 的に圧縮不可能である媒体18により抑えられているため、前記可撓管の壁厚0. 02cm(0.008インチ)は破裂を阻止するには十分である。 可撓部24は、シリコンまたはブナn(buna-n)のようなエラストマ製のもので あり、これはエラストマが比較的容易に変形するからである。カリフォルニア州 に所在のヘリクス メディカルから購入したシリコン製の管は優れた可撓部を構 成する。ここで使用する用語のエラストマは、室温において、元の長さの少なく とも2倍まで引き伸ばすことができ、瞬間的に緊張を解くと、すぐに、ほぼその 元の長さに戻る高分子材料を意味する。選択的に、可撓部24はポリ塩化ビニル のようなポリマーで形成することができる。しかし、ポリマーは、典型的に、エ ラストマよりも可撓性が低く、また、前記ポリマーを膨張させるには追加の圧力 を必要とする。 可撓部24は、導管12内で圧力が増大したときに可撓部24が膨張可能であ る任意の長さのものとすることができる。図示の例では、管の長さは、一対のア ダプタ28への可撓部24の取付を容易にすべく、2.5cm(1インチ)の約 3/4 である。 前記したように、アダプタ28は、可撓部24を一対の残部26に接続する。 アダプタ28は、可撓部24を一対の残部26に接続するための多くの他の方法 により設計することができる。例えば、図1および図2を参照すると、各アダプ タ28はハウジング16に取り付けられており、実質的に筒状の本体32と、第 1の端部34と、相対する第2の端部36と、シール面38と、円筒形の通路4 0と、取付フランジ42とを含む。製造を容易にするため、好ましくは、各アダ プタ28は鋼、ステンレス鋼、アルミニウムまたは他の適当な材料からなる連続 したピースから形成される。 第1の端部34は可撓部24への取付に適し、また、可撓部24の内側にぴっ たりと嵌まる管状突起44を含む。管状突起44の外面は、可撓部24をアダプ タ28に保持する環状の傾斜面46を含む。 第2の端部36は残部26への取付に適する。図示の例では、第2の端部36 は、ワシントン州のオーク ハーバーに所在のアプチャーチ サイエンティフィ ックより販売されているフランジなし管継手52の外ねじ面50を受け入れる内 ねじ面48を含む。管継手52は、アダプタ28に対し、管状の残部26を適合 させかつシールまたは密閉する。 図1および図2に示すように、シール面38は筒状を呈し、また、本体32と 第1の端部34との間に配置されている。シール面38の寸法は、アダプタ28 とハウジング16との間の接続をシールするための「O」リングシール54を受 け入れるように設定されている。 筒状の通路40は、第1の端部34と第2の端部36とを、流体が流通するよ うに接続する。好ましくは、円筒状の通路40は、流体サンプル14の流動中断 を防止するため、可撓部24および残部26とほぼ同じ内径27を有する。した がって、前記した診断システム22に関し、円筒状通路40は 0.025cm および0 .25cm(.01 インチおよび.10インチ)の間の内径を有する。 取付フランジ42は、アダプタ28をハウジング16に保持するために使用さ れる、第2の端部36に近接して本体32に取り付けられ外方へ伸びる周囲リン グである。取付フランジ42は、これを貫通する複数のフランジ開口56を含む 。アダプタボルト58が各アダプタ28をハウジング16に保持するため、フラ ンジ開口56を経て伸びる。 ハウジング16は、可撓部24の少なくとも一部を実質的に取り巻きかつ可撓 部24の前記一部の周りの実質的に密閉またはシールされた内部チャンバ62を 形成する内部空洞60を含む。図示の例では、内部空洞60は可撓部24の全部 を取り巻きかつ密閉し、また、ハウジング16は、相対する側面64、正面66 、背面68、頂面70および底面72を有する実質的な矩形である。このハウジ ング16は、アクリル、鋼、ステンレス鋼またはアルミニウムのような多数の代 わりの材料で形成することができる。 円形の横断面を有するアダプタ開口74は、相対する側面64のぞれぞれを経 て伸びる。各アダプタ開口74は、アダプタ28の一つを受け入れるように寸法 および形状が設定されている。各アダプタ開口74は、ハウジング16に対する アダプタ28のシールのための「O」リングシール54と接触する周縁78を有 する。各側面64は、また、複数の内ねじ面76を含む。各内ねじ面76は、ハ ウジング16にアダプタ28を保持するためのアダプタボルト58の一つを受け 入れるように寸法および形状が定められている。 頂面70は、センサ20を受け入れるための内部チャンバ62に連通するセン サ開口80を含む。センサ開口80の形状および寸法は、センサ20に応じて異 なる。図1および図2に示すように、センサ開口80は円形の横断面を有するも のとすることができる。頂面70は、また、ハウジング16にセンサ20を保持 するためのセンサボルト84を受け入れるための複数の内ねじ面(図示せず)を 含む。 ハウジング16は、また、圧縮不可能の媒体18で内部チャンバ62を満たす ための該内部チャンバと連通する充填開口86と、充填開口86をシールするた めの充填プラグ88とを有する。図示の実施例では、充填開口86と充填プラグ 88とは背面68内に配置され、また、充填開口86は内部に配置された面(図 示せず)を含み、さらに、充填プラグ88は、前記内ねじ面と係合する外ねじ面 (図示せず)を含む。充填プラグ88は、また、充填プラグ88を取り付けるた めの工具(図示せず)を受け入れる六角形の穴89を含む。 実質的に圧縮不可能の媒体18は、ハウジング16の内部チャンバ62の内部 に配置され、内部チャンバ62を実質的に満たす。実質的に圧縮不可能の媒体1 8は、典型的には、脱イオン水からなる。前記脱イオン水は、内部空洞60上に 空気の泡がへばりつく傾向性を減少するために1%の Tween(ミズーリ州 セ ントルイスのシグマ ケミカルから入手可能である)を含むものとすることがで きる。好ましくは、前記流体は、温度変化が装置10の正確性に不利な影響を及 ぼさないように約 0.3 x 10-3v/v/c°より小さい膨張熱係数を有する。 内部チャンバ62が実質的に圧縮不可能の媒体18によって完全に満たされる ことを確保するため、水が充填された内部チャンバ62を真空オーブン(図示せ ず)に配置し、約 10-20 分間、約 40-60℃で約 635-889mm 水銀(25-35 インチ )の真空下におくことができる。次に、装置10を前記真空オーブンから取り除 き、装置10がまだ熱いうちに充填プラグ88を取り付ける。 センサ20は、実質的に圧縮不可能の媒体18と接続または連絡している。セ ンサ20は、導管12内の圧力変化から生じる内部チャンバ62における実質的 に圧縮不可能の媒体18の圧力の変化を検出する。典型的には、センサ20は、 カリフォルニア州フレモントに所在のルーカス ノバセンサ 20 により販売され ている Nova PIX Series のような圧力変換器からなる。センサ20は、診 断システム22にセンサ20を電気的に接続する制御ワイヤ92を含む。 選択的に、センサ20は、圧力計、固定シスタン気圧計、U 形絶対圧力計、 差動水銀気圧計、マノメータ・ウェル(manometer well)、差動計、または体積 シールゲージ(volumetric-seal gauge)、あるいは、Perry's Chemlcal Engin eers'Handbook に詳説されているような他の任意の圧力測定装置からなるもの とすることができる。 図1−図3に示すように、円筒形状の保持リング88がセンサ20をハウジン グ16に取り付けるために用いられている。保持リング88は、鋼、ステンレス 鋼、または他の適当な材料で形成することができる。保持リング88は、該保持 リングから外側に向けて伸びる保持フランジ90を含む。保持フランジ90は、 センサ20に保持リング88を取り付けるためのセンサボルト84を受け入れる 複数の保持開口(図示せず)を含む。ハウジング16に対するセンサ20のシー ルのため、「O」リング94が、センサ20の周溝96に嵌め込まれる。 操作の際、図4を参照すると、流体サンプル14がプローブ21を通して採集 管98から引き出され、導管12に導入される。流体サンプル14中の流れ制限 物すなわち血餅は、可撓部24を収縮させる導管12内の圧力減少を生じさせる 。可撓部24の収縮は、内部チャンバ62内の実質的に圧縮不可能の媒体18の 圧力を減少させる。センサ20は、媒体18の圧力減少を検出する。したがって 、センサ20は導管12内の圧力の変化を検出することができる。 本発明は、移送される流体サンプル14の完全性および量に不利な影響を及ぼ すことがある汚染物質および空気を含み得る導管12への側部連結部の必要なし に、導管12内の圧力変化を検出するための装置10を提供する。加えて、セン サ20は、導管12によって運ばれる流体サンプル14に代えて、圧縮不可能の 媒体18と連絡しているため、センサ20と流体サンプル14との間の不利な反 応または相互作用の機会はない。 本発明について、好ましい特定のタイプを参照して詳説したが、他のタイプで も可能である。例えば、ハウジング16は図示のような可撓部24の全部の代わ りに可撓部24の一部のみを取り巻くものでよく、あるいは、可撓部24はゴム 製であってもよい。したがって、添付の請求の範囲の精神および範囲は、ここに 含まれる好ましいタイプの説明に限定されるべきでない。The present invention is directed to an apparatus and method for detecting the presence of flow restrictors, ie, blood clots in pipetting of a diagnostic system. Diagnostic systems are commonly used to analyze blood samples for the presence or absence of a disease. Diagnostic systems typically use a probe connected to a motorized syringe via pipetting to remove a predetermined amount of a blood sample from a collection tube containing the blood sample. When a predetermined amount is removed, a crane moves the probe from the collection tube to a reaction cup, and the sample is discharged into the reaction cup for testing. However, obstacles in the probe and / or pipetting, ie, blood clots in the blood sample, adversely affect the accuracy of the predetermined amount transferred to the reaction cup. If a test is performed on an incorrect amount of sample, the diagnostic system will reach an incorrect result. This problem has become even more common with automated diagnostic systems that operate without supervision. Therefore, it is necessary to detect pipetting and flow restrictions in the probe to ensure the proper amount of sample under test. Attempts to solve this problem require the installation of a side connection extending into the pipetting and the coupling of a pressure transducer to the side connection. The pressure transducer is used to detect pressure changes in pipetting indicating a flow restriction. However, this approach is not always satisfactory, as the side connections may retain air and contaminants that can contaminate the sample and have a detrimental effect on the diagnosis. Also, a portion of the sample may remain in the side connection, thereby reducing the amount of sample transferred to the reaction cup. Further, the pressure transducer is directly connected to the pipetting so that the pressure transducer directly contacts the sample under test. Thus, the pressure transducer and / or the sample under test may be adversely affected by such contact. Therefore, there is a need for a device for detecting the presence of flow restrictions in pipetting, which does not require a side connection that can contain contaminants and air and / or retain a portion of the sample. Furthermore, it requires a device that does not directly contact the sample. SUMMARY The present invention is directed to a device for detecting pressure changes in pipetting that meets these needs. According to the present invention, an apparatus for detecting a change in pressure in pipetting that carries a fluid sample to a diagnostic system comprises a hollow conduit for carrying the fluid sample, a housing, and a medium that is substantially incompressible. , Sensors. As will be described in more detail below, this device detects an increase in pressure during pipetting without the need for side connections in pipetting and without direct contact between the aforementioned substances and the sensor. The conduit has a substantially constant internal cross-sectional area and includes a flexible portion, typically comprising a thin wall portion of an elastomeric tube. The housing is substantially rigid and has an internal cavity substantially surrounding the flexible portion and forming a substantially enclosed internal chamber around the flexible portion. The substantially incompressible medium is located and fills the interior chamber. The sensor, typically a pressure transducer, connects or communicates with the substantially incompressible medium and detects changes in pressure in the medium. The invention also includes a method for detecting a change in pressure in a pipette carrying a fluid sample, wherein the pipetting includes a flexible portion. The method includes enclosing the flexible portion in a sealed or sealed interior chamber filled with a substantially incompressible medium and sensing an increase in pressure in the interior chamber with a sensor. Including. As explained below, flow restrictions in the conduit cause a decrease in pressure in the conduit, which causes the thin walled flexible portion to contract. Shrinkage of the flexible portion causes a decrease in pressure of the substantially incompressible medium in the chamber as detected by the sensor. Accordingly, the present invention provides a method for changing the internal cross-sectional area of the conduit and without contaminants or air that adversely affects integrity, and without side connections of the conduit that may include some of the transport material. A change in pressure in the conduit is detected. In addition, since the sensor is connected to the incompressible medium instead of the substance carried by the conduit, there is no opportunity for adverse reactions or interactions between the sensor and the substance . BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS These and other features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description, appended claims and accompanying drawings. FIG. 1 is a partially cutaway front view of an apparatus for detecting pressure changes in a conduit having features of the present invention. FIG. 2 is an exploded, partially cutaway front view of the apparatus of FIG. FIG. 3 is a bottom view of the apparatus of FIG. FIG. 4 is a side plan view of a diagnostic system including the device of FIG. DESCRIPTION An apparatus 10 for detecting a change in pressure in pipetting for carrying or transferring a fluid sample according to the present invention comprises (i) a hollow conduit 12 capable of transferring a fluid sample 14, and (ii) a housing. 16; (iii) a substantially incompressible medium; and (iv) a sensor 20. As shown in FIG. 4, apparatus 10 for detecting changes in pressure in conduit 12 serves for pipetting for diagnostic system 22 and for detecting flow restrictions (not shown) in probe 21. A suitable diagnostic system 22 is sold by Beckman Instruments, Inc. of Blair, California. A suitable probe 21 is disclosed in a U.S. patent entitled "Vented Probe and Method for Adding and Sampling From A Container" filed October 20, 1995, which is incorporated herein by reference. Optionally, the present invention may be used when the fluid sample 14 can be contaminated by air or contaminants at the side connections, when the exact amount of fluid sample to be transferred is important, or when the It is particularly useful for applications where it is not desirable to have direct contact with the sample 14. Fluid sample 14 is a fluid that can be transported through conduit 12. With respect to the diagnostic device 22, the fluid sample 14 is typically a blood or urine sample. Typically, conduit 12 is a hollow, tubular tube that includes a flexible section 24 that is a flexible section. The conduit 12 has an internal cross-sectional diameter that is substantially constant to prevent stagnation of flow and the presence of contaminants and / or air that can adversely affect the volume and integrity of the sample. . In the example shown in FIGS. 1-4, the flexible portion 24 comprises a piece of flexible tubing, and the conduit 12 has a pair of remaining sections or remnants 26 and the flexible portion 24 in both remnants 26. And a pair of adapters 28 for connection. The remainder 26 of the conduit 12 is typically made of steel, stainless steel, aluminum, elastomer, polymer, or any material that is not adversely affected by the fluid sample 14 or temperature and pressure within the conduit 12. Become. In the illustrated example, the conduit 12 is designed to carry a predetermined relatively small blood sample for the diagnostic system 22. Thus, the inside diameter 27 of the remnant 26 having about 0.01-010 inches (0.025-0.25 cm) is sufficient to transfer the blood sample. Optionally, a remnant 26 having a larger inner diameter 27 can be used if necessary. Preferably, the flexure 24 has a circular cross-sectional shape and minimizes flow stagnation in the conduit 12 that can adversely affect the accuracy of the volume of fluid sample 14 being transferred. Has the same inner diameter 29 as the rest 26 of the conduit. Thus, due to the diagnostic system 22 described above, the flexure 24 has an inner diameter 29 between about 0.01-0.10 inches (0.025-0.25 cm). Optionally, the flexure 24 may have an elliptical or elliptical cross-sectional shape, which typically causes the flexure 24 to have a greater cross-sectional shape when said pressure build-up occurs. This is because it expands easily. However, the elliptical or elliptical cross-sectional shape may interrupt the flow of the fluid sample in the conduit 12. Typically, the flexure 24 comprises a thin wall so that the flexure 24 expands with increasing pressure in the conduit 12. That is, the flexible portion 24 has a wall thickness 30 of between about 1/8000 and 1/12000 of an inch. As the wall thickness 30 of the flexure 24 increases, additional pressure is required to inflate the flexure 24 and the device 10 loses sensitivity to slight pressure increases. Optionally, as wall thickness 30 decreases, flexible portion 24 is more likely to burst. Typically, the expansion of the flexible tubing is constrained by a substantially incompressible medium 18 so that a 0.08 cm (0.008 inch) wall thickness of the flexible tubing may be necessary to prevent rupture. It is enough. The flexible portion 24 is made of silicone or an elastomer such as buna-n, because the elastomer deforms relatively easily. Silicon tubing purchased from Helix Medical, California, provides an excellent flex. As used herein, the term elastomer refers to a polymeric material that can be stretched at room temperature to at least twice its original length, and upon an instantaneous release of tension, returns almost to its original length. I do. Alternatively, flexible portion 24 can be formed of a polymer such as polyvinyl chloride. However, polymers are typically less flexible than elastomers and require additional pressure to expand the polymer. Flexible portion 24 can be of any length that allows flexible portion 24 to expand when pressure is increased within conduit 12. In the illustrated example, the length of the tubing is approximately three quarters of a 2.5 cm (one inch) to facilitate attachment of the flexible portion 24 to the pair of adapters 28. As described above, the adapter 28 connects the flexible portion 24 to the pair of remaining portions 26. Adapter 28 can be designed in many other ways to connect flexible portion 24 to a pair of remnants 26. For example, referring to FIGS. 1 and 2, each adapter 28 is mounted to the housing 16 and includes a substantially cylindrical body 32, a first end 34, and an opposing second end 36. , A sealing surface 38, a cylindrical passage 40, and a mounting flange 42. For ease of manufacture, each adapter 28 is preferably formed from a continuous piece of steel, stainless steel, aluminum or other suitable material. The first end 34 is suitable for attachment to the flexible portion 24 and includes a tubular projection 44 that fits snugly inside the flexible portion 24. The outer surface of the tubular projection 44 includes an annular ramp 46 that holds the flexible portion 24 to the adapter 28. The second end 36 is suitable for attachment to the rest 26. In the illustrated example, second end 36 includes an internally threaded surface 48 that receives an externally threaded surface 50 of a flangeless fitting 52 sold by Upchurch Scientific located in Oak Harbor, Washington. Fitting 52 fits and seals or seals tubular remnant 26 against adapter 28. As shown in FIGS. 1 and 2, the sealing surface 38 has a cylindrical shape and is disposed between the main body 32 and the first end 34. The dimensions of the sealing surface 38 are set to receive an “O” ring seal 54 for sealing the connection between the adapter 28 and the housing 16. The cylindrical passage 40 connects the first end 34 and the second end 36 so that a fluid flows. Preferably, the cylindrical passage 40 has an inner diameter 27 that is approximately the same as the flexible portion 24 and the remainder 26 to prevent interruption of flow of the fluid sample 14. Thus, for the diagnostic system 22 described above, the cylindrical passage 40 has an inner diameter between 0.025 cm and 0.25 cm (.01 inches and .10 inches). Mounting flange 42 is an outwardly extending peripheral ring attached to body 32 proximate second end 36 and used to retain adapter 28 to housing 16. Mounting flange 42 includes a plurality of flange openings 56 therethrough. Adapter bolts 58 extend through flange openings 56 to hold each adapter 28 to housing 16. Housing 16 includes an internal cavity 60 substantially surrounding at least a portion of flexible portion 24 and defining a substantially sealed or sealed internal chamber 62 around the portion of flexible portion 24. In the illustrated example, the interior cavity 60 surrounds and seals all of the flexible portion 24, and the housing 16 has a substantially rectangular shape having opposing side surfaces 64, a front surface 66, a back surface 68, a top surface 70, and a bottom surface 72. It is. This housing 16 can be formed of a number of alternative materials, such as acrylic, steel, stainless steel or aluminum. Adapter openings 74 having a circular cross section extend through each of the opposing sides 64. Each adapter opening 74 is sized and shaped to receive one of the adapters 28. Each adapter opening 74 has a peripheral edge 78 that contacts an “O” ring seal 54 for sealing the adapter 28 to the housing 16. Each side 64 also includes a plurality of internally threaded surfaces 76. Each internally threaded surface 76 is sized and shaped to receive one of the adapter bolts 58 for holding the adapter 28 to the housing 16. Top surface 70 includes a sensor opening 80 that communicates with internal chamber 62 for receiving sensor 20. The shape and size of the sensor opening 80 differ depending on the sensor 20. As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor opening 80 may have a circular cross section. Top surface 70 also includes a plurality of internally threaded surfaces (not shown) for receiving sensor bolts 84 for holding sensor 20 to housing 16. The housing 16 also has a fill opening 86 communicating with the interior chamber 62 for filling the interior chamber 62 with the incompressible medium 18 and a fill plug 88 for sealing the fill opening 86. In the illustrated embodiment, the fill opening 86 and the fill plug 88 are located in the back surface 68, and the fill opening 86 includes a surface (not shown) disposed therein, and further, the fill plug 88 includes An outer thread surface (not shown) that engages the inner thread surface. Fill plug 88 also includes a hexagonal hole 89 for receiving a tool (not shown) for mounting fill plug 88. The substantially incompressible medium 18 is disposed inside the interior chamber 62 of the housing 16 and substantially fills the interior chamber 62. The substantially incompressible medium 18 typically comprises deionized water. The deionized water may include 1% Tween (available from Sigma Chemicals, St. Louis, Mo.) to reduce the tendency for air bubbles to cling to the inner cavity 60. Preferably, the fluid has a coefficient of thermal expansion that is less than about 0.3 x 10-3 v / v / c so that temperature changes do not adversely affect the accuracy of the device 10. To ensure that the inner chamber 62 is completely filled with the substantially incompressible medium 18, the water-filled inner chamber 62 is placed in a vacuum oven (not shown) for approximately 10-20 minutes. It can be placed under a vacuum of about 635-889mm mercury (25-35 inches) at about 40-60 ° C. Next, the device 10 is removed from the vacuum oven and the filling plug 88 is installed while the device 10 is still hot. The sensor 20 is connected or in communication with the substantially incompressible medium 18. Sensor 20 detects a change in pressure of substantially incompressible medium 18 in internal chamber 62 resulting from a change in pressure in conduit 12. Typically, the sensor 20 comprises a pressure transducer such as the Nova PIX Series sold by Lucas Nova Sensor 20 located in Fremont, California. Sensor 20 includes control wires 92 that electrically connect sensor 20 to diagnostic system 22. Optionally, the sensor 20 may be a manometer, a fixed cystan barometer, a U-shaped absolute manometer, a differential mercury barometer, a manometer well, a differential meter, or a volume-seal gauge. Alternatively, it may comprise any other pressure measuring device as detailed in Perry's Chemlcal Enginers' Handbook. A cylindrical retaining ring 88 is used to attach the sensor 20 to the housing 16 as shown in FIGS. Retaining ring 88 may be formed of steel, stainless steel, or other suitable material. Retaining ring 88 includes a retaining flange 90 extending outwardly from the retaining ring. Retaining flange 90 includes a plurality of retaining openings (not shown) for receiving sensor bolts 84 for attaching retaining ring 88 to sensor 20. An “O” ring 94 is fitted into the circumferential groove 96 of the sensor 20 for sealing the sensor 20 to the housing 16. In operation, referring to FIG. 4, a fluid sample 14 is withdrawn from collection tube 98 through probe 21 and introduced into conduit 12. Flow restrictions or clots in the fluid sample 14 cause a decrease in pressure in the conduit 12 that causes the flexible portion 24 to contract. The contraction of the flexible portion 24 reduces the pressure of the substantially incompressible medium 18 in the inner chamber 62. The sensor 20 detects a decrease in the pressure of the medium 18. Thus, sensor 20 can detect a change in pressure in conduit 12. The present invention provides for the pressure change in conduit 12 without the need for a side connection to conduit 12 which may contain contaminants and air which can adversely affect the integrity and volume of fluid sample 14 being transferred. An apparatus 10 is provided for detecting In addition, because the sensor 20 is in communication with the incompressible medium 18 instead of the fluid sample 14 carried by the conduit 12, the opportunity for adverse reactions or interactions between the sensor 20 and the fluid sample 14 There is no. Although the invention has been described in detail with reference to certain preferred types, other types are possible. For example, the housing 16 may surround only a part of the flexible portion 24 instead of the entire flexible portion 24 as shown, or the flexible portion 24 may be made of rubber. Therefore, the spirit and scope of the appended claims should not be limited to the preferred type of description contained herein.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 流体サンプルを移送するピペッティングにおける圧力変化を検出するため の装置であって、 (a) 前記流体サンプルを移送可能であり、可撓部を有しまた実質的に一定であ る内部横断面積を有する中空の導管と、 (b) 前記可撓部の少なくとも一部を実質的に取り巻きかつ前記可撓部の前記一 部の周囲で実質的に密閉された内部チャンバを形成する、実質的に剛性のハウジ ングと、 (c) 前記内部チャンバ内に配置されかつ前記内部チャンバを実質的に満たす実 質的に圧縮不可能の媒体と、 (d) 前記導管内の圧力変化から生じる前記内部チャンバ内の前記実質的に圧縮 不可能の媒体の圧力変化を検出するための前記実質的に圧縮不可能の媒体と連絡 するセンサとを含む、装置。 2 前記可撓部は、エラストマ製の管の一片からなる、請求項1に記載の装置 。 3 前記管の一片は、約 0.13mm ないし約 0.51mm の間の壁厚を有する、請求 項2に記載の装置。 4 前記導管と前記管の一片とは、約 0.25mm ないし約 2.5mm の間の内径を 有する、請求項2に記載の装置。 5 前記実質的に圧縮不可能の媒体は、実質的に圧縮不可能である液体である 、請求項1に記載の装置。 6 前記実質的に圧縮不可能の液体は水を含む、請求項5に記載の装置。 7 前記実質的に圧縮不可能の液体は脱イオン水を含む、請求項5に記載の装 置。 8 前記実質的に圧縮不可能である液体は、約0.3 x 10-3v/v/c°以下の膨張 熱係数を有する、請求項5に記載の装置。 9 請求項1に記載の装置を含む、診断システム。 10 流体サンプルを移送するピペッティングにおける圧力の変化を検出する ための装置であって、 (a) 流体サンプルを移送することが可能であり、管の一片を含む可撓部を有し 、また、実質的に一定の内部横断面積を有する中空の導管と、 (b) 前記可撓部の少なくとも一部を実質的に取り巻きかつ前記可撓部の前記一 部の周囲で実質的に密閉された内部チャンバを形成する内部空洞を備える、実質 的に剛性のハウジングと (c) 前記内部チャンバ内に配置されかつ実質的に前記内チャンバを満たす実質 的に圧縮不可能の媒体と、 (d) 前記導管内の圧力変化から生じる前記内部チャンバ内の前記実質的に圧縮 不可能の媒体の圧力変化を検出するための前記実質的に圧縮不可能の媒体と連絡 するセンサとを含む、装置。 11 前記管の一片は、約 0.13mm ないし約 0.51mm の間の壁厚を有する、請 求項10に記載の装置。 12 前記実質的に圧縮不可能の媒体は、実質的に圧縮不可能の液体からなる 、請求項10に記載の装置。 13 前記実質的に圧縮不可能の液体は水を含む、請求項12に記載の装置。 14 前記実質的に圧縮不可能である液体は、約 0.3 x 10-3v/v/c°以下の膨 張熱係数を有する、請求項12に記載の装置。 15 請求項10に記載の装置を含む、診断装置。 16 流体サンプルを移送するピペッティングにおける圧力の変化を検出するた めの装置であって、 (a) 前記流体サンプルを移送することが可能であり、約 0.13mm ないし約0.51 mm の間の壁厚を有する管の一片を含む可撓部を備え、また、実質的に一定の内 部横断面積を有する中空の導管と、 (b) 前記管の一片を実質的に取り巻きかつ前記可撓部の前記一部の周囲で実質 的に密閉された内部チャンバを形成する内部空洞を備えるハウジングと、 (c) 前記内部チャンバ内に配置されかつ実質的に前記内部チャンバを満たす 流体と、 (d) 前記導管内の圧力変化から生じる前記内部チャンバ内の前記実質的に圧縮 不可能の媒体の圧力変化を検出するための前記実質的に圧縮不可能の媒体と連絡 するセンサとを含む、装置。 17 前記流体が水である、請求項16に記載の装置。 18 請求項16に記載の装置を含む、診断システム。 19 流体サンプルを移送するピペッティングであって可撓部と実質的に一定 の内部横断面積とを有するピペッティングにおける圧力の変化を検出するための 方法であって、 (a) 実質的に圧縮不可能の媒体を含む、前記可撓部の少なくとも一部の周囲で 実質的に密閉されたチャンバを配置すること、 (b) 前記内部チャンバ内の圧力の増大を感知することを含む、方法。 20 流体サンプルを移送するピペッティングにおける圧力の変化を検出する ための装置であって、 (a) 前記流体サンプルを移送することが可能であり、可撓部を備え、また、実 質的に一定の内部横断面積を有する中空の導管と、 (b) 前記可撓部の少なくとも一部を実質的に取り巻きかつ前記可撓部の前記一 部の周囲で実質的に密閉された内部チャンバを形成する内部空洞を備えるハウジ ングと (c) 前記内部チャンバ内に配置されかつ実質的に前記内部チャンバを満たす実 質的に圧縮不可能の媒体と、 (d) 前記内部チャンバ内の前記実質的に圧縮不可能の媒体の圧力変化を検出す るための前記実質的に圧縮不可能の媒体と連絡するセンサ手段とを含む、装置。 21 前記可撓部は、約 0.13mm ないし約 0.51mm の間の壁厚を有する管の一 片からなる、請求項20に記載の装置。 請求項20に記載の装置を含む、診断システム。Claims 1. An apparatus for detecting a pressure change in pipetting for transferring a fluid sample, the apparatus comprising: (a) capable of transferring the fluid sample, having a flexible portion, and being substantially constant A hollow conduit having an internal cross-sectional area that is: (b) substantially surrounding at least a portion of the flexible portion and forming a substantially sealed internal chamber around the portion of the flexible portion. A substantially rigid housing; (c) a substantially incompressible medium disposed within and substantially filling the interior chamber; and (d) resulting from a change in pressure in the conduit. A sensor in communication with the substantially incompressible medium for detecting a change in pressure of the substantially incompressible medium in the interior chamber. 2. The device of claim 1, wherein the flexible portion comprises a piece of an elastomeric tube. 3. The apparatus of claim 2, wherein a piece of the tube has a wall thickness between about 0.13 mm and about 0.51 mm. 4. The apparatus of claim 2, wherein the conduit and a piece of the tube have an inner diameter between about 0.25 mm and about 2.5 mm. 5. The apparatus of claim 1, wherein the substantially incompressible medium is a substantially incompressible liquid. 6. The apparatus of claim 5, wherein the substantially incompressible liquid comprises water. 7. The apparatus of claim 5, wherein the substantially incompressible liquid comprises deionized water. 8. The apparatus of claim 5, wherein the substantially incompressible liquid has a coefficient of expansion less than or equal to about 0.3 x 10-3 v / v / c [deg.]. 9. A diagnostic system comprising the device of claim 1. 10. An apparatus for detecting a change in pressure in pipetting for transferring a fluid sample, the apparatus comprising: (a) capable of transferring a fluid sample, having a flexible portion including a piece of a tube, A hollow conduit having a substantially constant internal cross-sectional area; and (b) an interior substantially surrounding at least a portion of the flexible portion and substantially sealed around the portion of the flexible portion. A substantially rigid housing comprising an interior cavity defining a chamber; (c) a substantially incompressible medium disposed within and substantially filling the interior chamber; and (d) the conduit. A sensor in communication with said substantially incompressible medium for detecting a change in pressure of said substantially incompressible medium in said interior chamber resulting from a change in pressure therein. 11. The apparatus of claim 10, wherein one piece of the tube has a wall thickness between about 0.13 mm and about 0.51 mm. 12. The apparatus of claim 10, wherein the substantially incompressible medium comprises a substantially incompressible liquid. 13. The device of claim 12, wherein the substantially incompressible liquid comprises water. 14. The apparatus of claim 12, wherein the substantially incompressible liquid has a coefficient of expansion less than or equal to about 0.3 x 10-3 v / v / c [deg.]. 15. A diagnostic device comprising the device according to claim 10. 16. An apparatus for detecting a change in pressure in pipetting for transferring a fluid sample, the apparatus comprising: (a) capable of transferring the fluid sample, wherein the wall thickness is between about 0.13 mm and about 0.51 mm; A hollow conduit having a flexible portion including a piece of tubing having a substantially constant internal cross-sectional area; and (b) substantially surrounding the piece of tubing and the portion of the flexible portion. (C) a fluid disposed within and substantially filling the interior chamber; and (d) a fluid disposed within and substantially filling the interior chamber. A sensor in communication with the substantially incompressible medium for detecting a change in pressure of the substantially incompressible medium in the interior chamber resulting from a change in pressure. 17. The device according to claim 16, wherein the fluid is water. 18. A diagnostic system comprising the device according to claim 16. 19. A method for detecting a change in pressure in a pipetting for transferring a fluid sample, the pipetting having a flexible portion and a substantially constant internal cross-sectional area, the method comprising: (a) substantially non-compressible; Placing a substantially sealed chamber around at least a portion of said flexible portion, comprising a possible medium; and (b) sensing an increase in pressure within said interior chamber. 20. A device for detecting a change in pressure in pipetting for transferring a fluid sample, comprising: (a) capable of transferring the fluid sample, having a flexible portion, and having a substantially constant A hollow conduit having an internal cross-sectional area; and (b) an interior substantially surrounding at least a portion of the flexible portion and forming a substantially enclosed internal chamber around the portion of the flexible portion. A housing comprising a cavity; (c) a substantially incompressible medium disposed within and substantially filling the interior chamber; and (d) the substantially incompressible medium within the interior chamber. Sensor means in communication with the substantially incompressible medium for detecting a change in pressure of the medium. 21. The apparatus of claim 20, wherein the flexible portion comprises a piece of tubing having a wall thickness between about 0.13 mm and about 0.51 mm. A diagnostic system comprising the device according to claim 20.
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