RU2457032C2 - Пробирка для упаковки заданного объема биологической субстанции с низкой температурой хранения и содержащая ее система - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к пробирке для упаковки заданного объема биологической субстанции с низкой температурой хранения и содержащей ее системе. Пробирка имеет внутренний диаметр, равный, по меньшей мере, 6 мм, закрыта с одного конца и имеет отверстие на противоположном конце для введения в него указанного заданного объема. Также пробирка содержит приемную зону для приема указанного объема и кольцеобразный концевой участок. Указанный концевой участок выполнен с возможностью более легко сминаться сдавливанием, чем указанная приемная зона, и принимать расплющенное положение, в котором две кромки соприкасаются друг с другом, а затем скрепляются, образуя герметичный спай указанной пробирки. При этом указанный кольцеобразный участок имеет, по меньшей мере, на части его длины меньшую толщину, чем толщина указанной приемной зоны. Система содержит, по меньшей мере, одну пробирку и сварочное устройство с зажимами, выполненное с возможностью придавать указанному кольцеобразному участку расплющенное положение и сваривать кромки друг с другом, образуя указанный герметичный спай. Достигаемый при этом технический результат заключается в улучшении герметичности закрытой пробирки при сохранении удовлетворительной механической прочности ее приемной зоны. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к упаковке биологических субстанций, которые должны храниться при низкой температуре.

Уже известны упаковочные пробирки для биологических субстанций, которые должны храниться при температурах замерзания (от -20°C до -40°C) или же при криогенных температурах (от -180°C до -196°C), такие, например, как капиллярные пробирки, называемые также "соломинками", предназначенными для вмещения малых объемов биологических субстанций.

"Соломинки", сначала открытые с обоих концов, после заполнения запаиваются с этих концов путем термосварки.

Для случаев, когда нельзя использовать "соломинки", например для более значительных объемов биологических субстанций или для образцов ткани более крупных размеров, чем внутренний диаметр соломинки, известны также пробирки с внутренним диаметром, равным по меньшей мере 6 мм, из относительно жесткой пластмассы (такой, как поликарбонат или полипропилен), закрытые с одного конца и открытые с противоположного конца и содержащие зону приема биологической субстанции, а также концевой участок, выполненный так, чтобы действовать совместно с пробкой.

Такая пробирка известна, в частности, из французского патента 2865190, который описывает такую пробирку, имеющую участок с резьбой, пробка которой является резьбовой.

Целью изобретения является улучшение характеристик такой пробирки, в частности предохранения ее от загрязнений.

Для этих целей предлагается пробирка для упаковки заданного объема биологической субстанции с низкой температурой хранения, имеющая внутренний диаметр, равный по меньшей мере 6 мм, закрытая с одного конца и имеющая отверстие на противоположном конце для введения туда указанного заданного объема, причем указанная пробирка содержит зону приема указанного объема, отличающаяся тем, что указанная пробирка имеет также кольцеобразный концевой участок, который выполнен так, чтобы легче сминаться сдавливанием, чем указанная зона приема, и принимать расплющенное положение, в котором две кромки соприкасаются друг с другом, причем указанный кольцеобразный концевой участок выполнен так, что указанные кромки скрепляются друг с другом, образуя герметичный спай на указанной пробирке.

Наличие более легко деформируемого кольцеобразного концевого участка, предусмотренного для изоляции этого участка путем сдавливания, например, запаиванием, позволяет получить в хороших условиях идеальную герметичную изоляцию пробирки, сохраняя при этом для приемной зоны этой пробирки удовлетворительную механическую прочность.

Идеально герметичный характер этой изоляции, позволяющий получить пробирку по изобретению, гарантирует также полную безопасность, в частности, в случае хранения при криогенных температурах.

Отметим в этой связи, что пробки, известные в уровне техники, могут иметь недостаточную герметичность (потенциальный источник загрязнений) в случае высоких напряжений, которые они испытывают из-за разницы давления между внутренней и наружной частями пробирки, создаваемой в результате охлаждения.

Отметим, что упаковочная пробирка по изобретению подходит также для получения по существу герметичного спая, притом что она имеет более крупные размеры, чем размеры "соломинок".

Согласно предпочтительным характеристикам, из соображений простоты применения, удобства и экономичности применения:

- указанный кольцеобразный участок имеет, по меньшей мере, на части его длины толщину меньше, чем толщина указанной приемной зоны;

- толщина указанного кольцеобразного участка равномерно уменьшается в направлении, которое идет от указанной приемной зоны к указанному отверстию для введения указанного объема; и/или

- в указанном кольцеобразном участке предусмотрена кольцевая канавка.

Согласно другим предпочтительным характеристикам, по тем же причинам, которые упомянуты выше:

- указанный спай является термосварным швом, или

- указанный спай представляет собой спай, полученный с помощью УФ-активируемого клея.

Герметизация сваркой, постоянным склеиванием или любым другим средством, требующим разрезания, чтобы добраться до содержимого пробирки, гарантирует простым способом неприкосновенность содержимого пробирки.

Далее, согласно другим предпочтительным характеристикам:

- указанная пробирка содержит также, по меньшей мере, одну локальную зону отбора, которая протыкается легче, чем ее окружение;

- указанная приемная зона имеет со стороны, противоположной указанному кольцеобразному концевому участку, полость для приема идентификационного элемента указанной субстанции;

- указанная полость занята смолой, способной удерживать указанный идентификационный элемент;

- указанная приемная зона содержит гильзу для идентификации указанной биологической субстанции;

- указанная гильза имеет по меньшей мере одно окошко для визуализации внутренней части указанной пробирки; и/или

- указанная пробирка сделана из пластмассы, отлитой под давлением из двух материалов.

Во втором аспекте изобретение относится также к системе для упаковки заданного объема биологической субстанции с низкой температурой хранения, отличающейся тем, что она содержит по меньшей мере одну пробирку, какая раскрыта выше, и устройство сварки с зажимами, способное придавать указанному кольцеобразному участку указанное расплющенное положение и спаивать указанные кромки друг с другом, образуя указанный герметичный спай.

Далее раскрытие изобретения будет продолжено путем подробного описания одного примера осуществления, приводимого ниже в качестве иллюстрации, но не ограничения, с обращением к приложенным чертежам. На чертежах:

- фигура 1 является видом спереди упаковочной пробирки согласно изобретению;

- фигура 2 является видом сверху этой пробирки в разрезе, сделанном по линии II-II на фигуре 1;

- фигура 3 представляет собой вид спереди этой пробирки в разрезе, сделанном по линии III-III на фигуре 1;

- фигуры 4 и 5 являются двумя видами, аналогичными фигуре 3, но сделанными в двух поперечных плоскостях и после того, как внутри пробирки была укреплена микросхема RFID (радиочастотной идентификации), и после того, как данная пробирка была герметично запаяна.

- фигуры 6 и 7 являются двумя видами, сходными с фигурами 1 и 3, но для второго варианта осуществления пробирки;

- фигуры 8 и 9 являются двумя видами, сходными с фигурой 3, показывающими соответственно третий и четвертый варианты осуществления пробирки;

- фигура 10 является видом спереди устройства сварки, в котором размещен поддон, снабженный рядом пробирок по изобретению; и

- фигура 11 является видом спереди этого ряда пробирок и этого поддона после того, как две пробирки на этом поддоне были запаяны.

Упаковочная пробирка 1, показанная на фигурах 1-3, содержит зону 2 приема биологической субстанции и кольцеобразный концевой участок 3.

Такая пробирка предназначена для вмещения образцов большого объема или относительно больших размеров, таких, например, как образцы тканей.

Приемная зона 2 имеет трубчатый участок 9 и гильзу 4, частично покрывающую трубчатый участок 9.

Участки 3 и 9 сделаны из полиэтилена низкой плотности Surlyn^®, а гильза 4 из SEBS Santoprene^®.

Участки 3 и 9 с гильзой 4 выполнены из пластмассы, отлитой под давлением из двух материалов.

Пробирка 1 имеет отверстие 8 на краю кольцеобразного участка 3, тогда как около противоположного края она закрыта поперечной нижней стенкой 5.

Эта стенка 5 находится на небольшом удалении от края, противоположного отверстию 8, так что эта стенка в углублении граничит с остальной частью приемной зоны 2, со стороны участка 3, с полостью 6 для приема биологической субстанции и, с другой стороны, с полостью 7, которая, как будет видно ниже, способна вмещать элемент идентификации биологической субстанции.

Кольцеобразный концевой участок 3 является трубчатым участком с меньшей толщиной, чем у приемной зоны 2, так что пробирка в месте сопряжения участка 2 и участка 3 имеет выступающую поверхность 12.

Гильза 4 покрывает участок 9 так, чтобы приемная зона 2 (гильза 4 и участок 9) имела постоянную толщину (в зонах участка 9, покрытых или не покрытых гильзой 4), которая больше, чем толщина кольцеобразного участка 3.

Эта гильза имеет два кольца 13 и 14, соединенных друг с другом двумя поясами 15 и 16, так что гильза имеет два окошка 17 и 18, чтобы было можно видеть содержимое пробирки 1.

В показанном примере пробирка 1 имеет высоту 48 мм при внутреннем диаметре 9,8 мм.

Гильза 4 имеет толщину 0,3 мм.

Приемная зона 2 имеет стенку толщиной, равной 1,0 мм (1 мм Surlyn^® для участка 9 в зонах, не покрытых гильзой, и 0,7 мм Surlyn^® для участка 9, к которому добавлено 0,3 мм Santoprene^® для гильзы 4 в зонах участка 9, покрытых гильзой), тогда как кольцеобразный концевой участок 3 имеет стенку толщиной, равной 0,6 мм.

Размеры пробирки 1 выбираются в соответствии с рыночными стандартами, чтобы эта пробирку можно было разместить, в частности, в обычных коробках для хранения упаковочных пробирок с резьбой.

Двумя другими классическими значениями высоты этих пробирок являются значения 70 и 92 мм.

Полость 7 пробирки 1 задумана для приема идентификационного элемента 21 (показанного только на фигурах 4 и 5) биологической субстанции, такого, как электронная радиометка или же одномерный или двумерный штрих-код (называемый также матрицей данных).

Идентификационный элемент 21 удерживается на месте в этой полости прозрачной смолой 22, залитой в эту полость для фиксации положения этого идентификационного элемента.

Можно также наклеивать на эту пробирку этикетку (не показана), снабженную гибкой микросхемой.

В случае, когда необходимо сохранить стерильность внутренней части пробирок до заполнения, они поставляются в коробке с пробирками, стерилизованной облучением, или же в одноразовых снимающихся пакетиках.

Упаковочная пробирка 1 сочетается со сварочным аппаратом 24, показанным на фигурах 10 и 11.

Этот аппарат содержит раму 25, подвижный сварочный модуль 26 и подвижный поддон 27.

Модуль 26 содержит два подвижных зажима 28, способных совершать возвратно-поступательные движения в координации с поперечными перемещениями поддона 27, переносящего заполненные пробирки 1, чтобы расплющивать сдавливанием кольцеобразный участок 3 каждой пробирки 1.

В зависимости от высоты пробирок положение модуля 26 можно регулировать вдоль рамы 25 с помощью колесиков 29.

Далее с помощью фигур 4, 5, 10 и 11 будет описано, как герметично запаивается упаковочная пробирка.

Пробирки, предварительно наполненные биологической субстанцией (например, с помощью пипетки), помещаются в ряд на поддон 27 и этот поддон помещают в сварочный аппарат 24 на механизме (не показан), способном сдвигать поддон в направлении линии пробирок.

Затем поддон передвигают так, чтобы первая пробирка ряда была расположена между нагревающими зажимами 28.

Затем сварочный аппарат 24 получает команду переместить нагревающие зажимы 28 так, чтобы они приближались друг к другу в направлении участка 3 пробирки 1, чтобы раздавить сдавливанием этот кольцеобразный участок 3 пробирки, чтобы раздавленный таким образом участок принял расплющенное положение, образуя две кромки 30, соприкасающиеся друг с другом.

Одновременно расплющиванию, теплота, переданная нагревающими зажимами материалу Surlyn^® участка 3, вызывает образование герметичного спая 31 между двумя кромками 30, как показано на фигурах 4 и 5.

Раздавливание кольцеобразного участка 3 вызывает деформацию этого участка под зоной сварки и, возможно, небольшую деформацию (не показано) приемной зоны 2 (хотя стенка этой зоны более толстая и поэтому деформируется труднее).

Раздавливание участка 3 вызывает небольшое оседание материала, так что спай 31 немного выходит за пределы начального контура участка 3 (фигура 4).

Так как стенка участка 3 имеет малую толщину, это оседание ограничено, причем эта уменьшенная толщина обеспечивает также быстрый и однородный нагрев свариваемых кромок.

Такая сварка была бы особенно сложной в осуществлении для пробирок, отличных от пробирок по изобретению, у которых толщина стенки в зоне сварки слишком большая, так как такие стенки, когда они сближаются, образовывали бы на краях утолщения, которые относительно трудно расплющить относительно друг друга без риска ухудшить качество спая, в частности, в том, что касается герметичности.

После возврата зажимов 28 в их исходное положение, аппарат 24 получает команду переместить поднос, чтобы, в свою очередь, расположить между зажимами 28 следующую пробирку (фигура 11).

Эти операции продолжаются в таком же духе до тех пор, пока не будет запаяна последняя пробирка ряда в поддоне 27.

Эти пробирки могут затем храниться, например, в обычных коробках для хранения. При этом спаи 31 смещены относительно друг друга, чтобы двум соседним пробиркам не мешали их соответствующие спаи.

Чтобы добраться до биологической субстанции, оператор разрезает пробирку в зоне кольцеобразного участка 3, находящейся под сварным швом 31, например, с помощью горячей нити, лазера или другого дополнительного приспособления (например, стерильные ножницы, скальпель или также труборезка), чтобы отделить участок пробирки, имеющий спай 31, от остальной пробирки и таким образом получить доступ к биологической субстанции.

Разрезание кольцеобразного участка 3 облегчается тем, что он имеет уменьшенную толщину, которая делает его не только легче деформируемым и легче поддающимся сварке, но также легче разрезаемым, чем остальная часть пробирки.

Другой вариант осуществления пробирки показан на фигурах 6 и 7.

Как правило, для сходных элементов используются те же позиции для ссылок, но с добавлением числа 100.

Пробирка 101 похожа на пробирку 1 за исключением того, что у нее нет гильзы 4, и она имеет в приемной зоне 102, на краю кольцеобразного участка 103, зону 119 отбора такой же толщины, как и кольцеобразный участок 103 и, таким образом, она протыкается легче, чем ее непосредственное окружение (здесь: участок 102).

Таким образом, эта зона позволяет легче отбирать жидкость кончиком шприца, введенного в пробирку через эту зону.

В этом случае не нужно разрезать герметично закрытый участок пробирки, чтобы получить доступ к биологической субстанции.

Впрочем, отметим в этой связи, что в предыдущем варианте осуществления возможно также отбирать жидкость посредством кончика шприца, прокалывая кольцеобразный участок 3, который не запаян, однако в настоящем варианте осуществления эта зона отбора визуально хорошо идентифицируется и устроена на уровне приемной зоны 2.

В непоказанном варианте пробирки 101 предусмотрено две или более двух зон отбора 119.

Другой вариант осуществления пробирки показан на фигуре 8.

Как правило, для элементов, сходных с вариантом осуществления с фигур 1-5, используются те же позиции для ссылок, но с добавлением числа 200.

В этом варианте осуществления приемная зона 202 и кольцеобразный участок 203 больше не различаются, причем выступ 12 исчез, а толщина пробирки равномерно уменьшается в направлении, которое идет от нижней стенки 205 к отверстию 208.

Таким образом, концевой участок 203 имеет относительно малую среднюю толщину, так что этот участок становится легче деформируемым, легче поддающимся сварке и легче разрезаемым, чем остальная часть пробирки.

Другой вариант осуществления пробирки показан на фигуре 9.

Как правило, для элементов, сходных с вариантом осуществления с фигур 1-5, используются те же позиции для ссылок, но с добавлением числа 300.

В этом варианте осуществления кольцеобразный концевой участок 303 имеет в месте соединения с приемной зоной 302 канавку 310, предназначенную для локального уменьшения толщины этого участка, поверхность 311 участка 303, находящаяся внутри этой канавки, образует зону отбора или зону ослабления, еще легче протыкаемую и разрезаемую, чем остальная часть кольцеобразного участка 303. В непоказанном варианте пробирок 101 и 201 такая канавка предусмотрена в кольцеобразном участке 103 или 203.

В одном непоказанном варианте пробирок 101 и 301 кольцеобразный участок 103 или 303 имеет толщину, которая равномерно уменьшается в направлении, идущем от приемной зоны 102 или 302 к отверстию 108 или 308 для введения.

В одном непоказанном варианте пробирок 101, 201 или 301 спай, образованный в концевом кольцеобразном участке, имеет особый рисунок, предназначенный для идентификации того, какой тип аппарата позволил провести эту сварку, чтобы повысить неприкосновенность пробирки.

В другом, не показанном, варианте дно приемной зоны является коническим, чтобы облегчить сбор жидкости.

Еще в одном варианте спай кромок пробирки получен не с помощью термосварки, а активированием клея (например, чувствительного к УФ).

Возможно много других вариантов в зависимости от обстоятельств, и в этой связи отметим, что изобретение не ограничивается описанными и проиллюстрированными примерами.

Claims (12)

1. Пробирка для упаковки заданного объема биологической субстанции с низкой температурой хранения, имеющая внутренний диаметр, равный, по меньшей мере, 6 мм, закрытая с одного конца и имеющая отверстие (8; 108; 208; 308) на противоположном конце для введения в него указанного заданного объема, причем указанная пробирка содержит приемную зону (2; 102; 202; 302) для приема указанного объема, отличающаяся тем, что указанная пробирка содержит также кольцеобразный концевой участок (3; 103; 203; 303), выполненный с возможностью более легко сминаться сдавливанием, чем указанная приемная зона (2; 102; 202; 302), и принимать расплющенное положение, в котором две кромки (30) соприкасаются друг с другом, причем кольцеобразный концевой участок (3; 103; 203; 303) выполнен так, чтобы указанные кромки (30) скреплялись друг с другом, образуя герметичный спай (31) указанной пробирки, при этом указанный кольцеобразный участок (3; 103; 203; 303) имеет, по меньшей мере, на части его длины меньшую толщину, чем толщина указанной приемной зоны (2; 102; 202; 302).

2. Пробирка по п.1, отличающаяся тем, что толщина кольцеобразного участка (203) равномерно уменьшается в направлении, идущем от приемной зоны (202) к отверстию (208) для ввода указанного объема.

3. Пробирка по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что в кольцеобразном участке (303) предусмотрена кольцевая канавка (310).

4. Пробирка по п.1, отличающаяся тем, что указанный спай представляет собой термосварной шов (31).

5. Пробирка по п.1, отличающаяся тем, что указанный спай представляет собой спай, полученный при помощи УФ-активируемого клея.

6. Пробирка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит также, по меньшей мере, одну локальную зону (119; 311) отбора, которая протыкается легче, чем ее окружающая ее зона.

7. Пробирка по п.1, отличающаяся тем, что приемная зона (2; 102; 202; 302) имеет со стороны, противоположной кольцеобразному концевому участку (3; 103; 203; 303), полость (7; 107; 207; 307) для приема элемента (21) идентификации указанной субстанции.

8. Пробирка по п.7, отличающаяся тем, что полость (7; 107; 207; 307) заполнена смолой (22), способной удерживать идентификационный элемент (21).

9. Пробирка по п.1, отличающаяся тем, что приемная зона (2) содержит гильзу (4) для идентификации указанной биологической субстанции.

10. Пробирка по п.9, отличающаяся тем, что гильза (4) имеет, по меньшей мере, одно окошко (17, 18) для визуализации внутренней части указанной пробирки.

11. Пробирка по любому из пп.9 или 10, отличающаяся тем, что она выполнена из пластмассы, отлитой под давлением из двух материалов.

12. Система для упаковки заданного объема биологической субстанции с низкой температурой хранения, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, одну пробирку по любому из пп.1-11 и сварочное устройство (24) с зажимами (28), выполненное с возможностью придавать указанному кольцеобразному участку (3; 103; 203; 303) указанное расплющенное положение и сваривать указанные кромки (30) друг с другом, образуя указанный герметичный спай (31).

Images