SE515538C2 - Anordning för spädning och blandning av ett vätskeformigt prov - Google Patents

Description

25 30 . . « . .. 515 sas Utföringsformer av uppfinningen skall nu beskrivas med hänvis- ning till bifogade ritningar, på vilka: fig. 1 visar en schematisk vy av ett kapillärrör med ett kom- binerat handtag och lock; fig. 2 visar en schematisk vy av en första utföringsform av en anordning enligt föreliggande uppfinning visad i sitt bered- skapstillstånd; fig. 3 visar en vy liknande fig. 2, men med locket avlägsnat; fig. 4 visar en vy av kapillärröret uppsamlande ett blodprov från en fingertopp; fig. 5 visar en vy liknande fig. 3 med kapillärröret med blod- prov placerat i anordningen; fig. 6 med en vy liknande fig. 5 visar ett begränsat nedåt- gående slag av kolvdelen i förhållande till cylinderdelen av anordningen; fig. 7 med en vy liknande fig. 6 visar ett uppåtgàende slag av kolvdelen relativt cylinderdelen; fig. 8 med en vy liknande fig. 6 visar ett utökat nedåtgående slag av kolvdelen relativt cylinderdelen; fig. 9 med en vy liknande fig. 7 visar ett fullständigt uppåt- gående slag av kolvdelen relativt cylinderdelen; fig. 10 visar en delsnittvy av en andra utföringsform av en anordning enligt uppfinningen med ett modifierat kombinerat handtag och lock med en kapillärtub monterad i detta, varvid anordningen visas med sin kolvdel och cylinderdel i en första relativ slagposition; fig. 11 visar en vy liknande fig. 10, men med anordningen med sin kolvdel och cylinderdel i en andra relativ slagposition, och fig. 12 visar en perspektivvy av ett analysinstrument för an- vändning med anordningen enligt fig. 10 och 11. 70016 . seövers; 01-03-28 . . . - . f 10 l5 20 25 30 . . « . .- Fig. 1 visar ett kapillärrör 1 med en övre ände 2 och en undre ände 3. Röret är monterat i ett lock 4 med hjälp av lister 5, som sträcker sig nedåt från locket, så att den övre änden 2 av röret mynnar i ett utrymme mellan listerna 5 och står i för- bindelse med atmosfären.

Den första utföringsformen av en späd- och blandningsanordning 6 enligt uppfinningen, som visas i fig. 2, återges i förenklat tillstànd för att underlätta förståelsen av uppfinningens principer. Anordningen 6 innefattar en kolvdel 7 och en cylin- derdel 8, varvid kolvdelen är glidbart insatt i cylinderdelen.

En tåtningsring 9 tätar mellan de två delarna.

Kolvdelen 7 har ett centralt hål 10, som sträcker sig axiellt genom densamma. Ett undre parti 11 av hålet har en innerdiame- ter, som är något större än kapillärrörets 1 ytterdiameter, medan ett övre parti 12 av detsamma är vidgat och bildar en första blandningskammare. Ett lock 13 med dimensioner motsva- rande lockets 4 tillsluter en övre ände av det vidgade hålpar- tiet 12 genom att täta mot övre fria kanter 14 av kolvdelen.

Cylinderdelen 8 innefattar ett primärt cylinderparti 15, som är en ren rät cirkulär cylinder anpassad till kolvdelens di- mensioner och med en relativt stor volym, som bildar ett be- hållarorgan för spädvätskan och, vid bottnen av det primära partiet, ett sekundärt utrymme 16, som har en relativt liten volym. Det sekundära utrymmet är tätat mot det primära partiet med ett membran 17. För att uppnå uppfinningens första ända- mål, d.v.s. att möjliggöra enbart blandning av ett prov och ett spädmedel, skulle cylinderdelen kunna sluta med det pri- mära cylinderpartiet 15, d v.s. att en bottenvägg skulle kunna vara belägen vid platsen för membranet 17. Eftersom det för närvarande emellertid föredras att utföra cylinderdelen med dess sekundära utrymme 17, vare sig det används eller inte, 70016 . seövers; 01-03-28 » » @ | . . lO 15 20 25 30 .-.- .n . . ., . . . _ , ,, ,_ , . ~. ,. 1. . _. 4 v . . ,. , v v- :x | a - ~ . u > v v» ~ .. . . >. . _. . . . i . . . . .i 1 _ - - . ». _.. H .l . kommer den enkla utföringsformen av anordningen utan dess se- kundärutrymme inte att beskrivas separat.

I anordningens beredskapstillstånd innehåller det primära cy- linderpartiet 15 ett första medium, såsom en i förväg bestämd volym (typiskt 1 ml) av spädvätska D till ungefär halva cylin- derhöjden, och kolvdelen 7 är införd i det primära cylinder- partiet, så att dess undre ände är belägen vid eller nära ni- vån för spädvätskan D. Ett andra medium, såsom en likaledes i förväg bestämd volym (typiskt 20 ul) av antikroppar A, är inne- hållen i det sekundära utrymmet 16.

I drift av anordningen tas ett blodprov S med kapillärröret 1 såsom visas i fig. 4. Röret närmas till en bloddroppe B, som bildats på en punkterad fingertopp F, och droppen sugs upp av kapillärverkan för att fullständigt fylla röret med en bestämd volym av provet S. Under detta förfarande tjänar locket 4 som ett handtag, varigenom undviks varje kontakt med provet. Efter att ha avlägsnat locket 13, såsom visas i fig. 3, insätts nu kapillärröret i det vertikalt riktade hålet 10 genom dess vid- gade parti 12, och locket 4 trycks ned för att täta mot dettas övre kanter 14, såsom visas i fig. 5. I denna position, där den undre änden 3 av kapillärröret kan (såsom visas), men inte behöver, vara nedsänkt i spädvätska D, inleds ett spädnings- och blandningssteg.

Spädnings- och blandningssteget startas genom att trycka kolv- delen 7 längre in i cylinderdelen 8 såsom visas i fig. 6. Här- igenom tvingas spädvätska D in i och upp genom kapillärröret, och undantränger således det i detta innehällna provet ut ge- nom dess övre ände 2 för att fritt strömma ned i det vidgade partiets 12 hål 10, som bildar en första blandningskammare.

Samtidigt tvingas en del av spädvätskan upp genom hålet 10, d.v.s. partier av detta, som omger kapillärröret, och nedifrån 70016 . seövers; 01-03-28 10 15 20 25 30 5.15 538 in i det vidgade partiet 12 av hålet. Där möter den provet och den del av spädvätskan, som spolats genom kapillàrröret, och blandningen påbörjas. Därefter höjs kolvdelen 7 i förhållande till cylinderdelen, såsom visas i fig. 7, varigenom den kombi- nerade volymen av prov och spädvätska sugs genom utrymmet mel- lan hålet och kapillärröret samt in i det undre partiet av cy- linderdelen, d.v.s. att det primära cylinderpartiet 15 även bildar en andra blandningskammare.

Det är uppenbart att det företrädesvis ringformiga utrymmet mellan kapillärröret och hålet, d.v.s. kapillärrörets och hå- lets relativa dimensioner, måste vara anpassade till varandra och till vätskornas viskositet, så att en tillräcklig del av flödet passerar genom kapillärröret under det första nedåtgå- ende slaget för att undantränga allt det i denna innehållna provet.

Den fram- och återgàende rörelsen upprepas ett bestämt antal gånger, tillräckligt för att utföra en grundlig blandning av provet och spädvätskan, för att därigenom åstadkomma ett ut- spätt prov DS.

Det föredras nu att göra en paus, typiskt under 45 sekunder, och att sedan göra en blankmätning av vissa parametrar hos det utspädda provet DS, som innehålls i cylinderdelens 8 primära parti 15 för att erhålla ett referensvärde. Denna mätning ut- förs här med hjälp av en ljusgàng 18 genom cylinderdelen 8, som möjliggör fotometrisk bestämning av de önskade paramet- rarna. Ljusbanan sträcker sig mellan en ljuskälla 19 och en ljussensor 20.

Efter att ha erhållit de önskade referensvärdena, orsakas kolvdelen 7 att utföra ett förlängt eller helt nedåtgående slag, såsom antyds i fig. 8. Härigenom genomtränger kapillär- rörets 1 nedre ände membranet 17, såsom likaledes visas i 700l6.seövers; 01-03-28 lO 15 20 25 30 H. _. ... , , , , , __ H ..... ..... .. . _.

..... ... . .. , - . ,... :. :'::.:*, . .. . ...U ..,. .. fig. 8. Det framgår, i synnerhet av en jämförelse mellan fig. 6, som visar den undre änden 3 av kapillärröret närmande sig membranet 17 vid slutet av dess begränsade nedåtgående slag, och fig. 8, som visar kolvdelen 7 vid slutet av dess fulla nedåtgående slag, att förskjutning mellan dessa positioner kommer att orsaka det utspädda provet DS att tryckas genom det brustna membranet in i det sekundära utrymmet 16 och medföra antikroppar A upp genom kapillärröret och in i det vidgade partiet av hålet 10. Givetvis äger något flöde av utspätt prov också rum mellan kapillärröret och det undre partiet 11 av hålet.

Ett efterföljande fullständigt uppåtgående slag av kolvdelen 7, såsom visas i fig. 9, kommer att orsaka det utspädda provet DS och de i detta innehàllna antikropparna A att dras från det vidgade partiet 12 mellan kapillärröret och dess undre parti 11 av hålet in i det undre partiet av cylinderdelen. Denna fram- och återgående funktion utförs ett bestämt antal gånger, tillräckligt för att utföra en genomgående blandning av det utspädda provet DS och antikropparna A, för att därigenom åstadkomma en blandning DSA av utspätt prov och antikroppar.

Det föredras nu att göra en paus, typiskt under 120 sekunder, och att sedan göra en fotometrisk mätning med hjälp av ljusgången 18. Vid utförande av ett CRP-test sker den fotometriska mätningen typiskt vid 654 och 950 nanometer.

En andra, föredragen utföringsform av uppfinningen visas i fig. 10 och 11 och är särskilt avsedd för användning med ett analysinstrument, som visas i fig. 12. Där lika eller liknande element används som i den första utföringsformen, kommer samma hänvisningssiffror att användas. Det skall observeras att var- ken prov eller spädvätska eller antikroppar visas i fig. 10 och 11. 70016 . seövers; 01-03-28 lO 15 20 25 30 515 558 å? Såsom i den första utföringsformen innefattar anordningen en kolvdel 7 och en cylinderdel 8, varvid kolvdelen har ett axi- ellt hål 10 med ett undre parti 11 och ett övre, vidgat parti l2.

Ett modifierat kombinerat handtag och lock 21 uppbär kapillär- röret 1, så att dess övre ände 2 mynnar i en öppning 22, som sträcker sig genom ett undre parti 23 av locket, vilket har en mindre ytterdiameter än det vidgade partiet 12 av hålet 10. Öppningen 22 står således i den visade positionen i förbin- delse med hålet 10 genom det ringformiga utrymmet mellan lock- partiet 23 och det vidgade hålpartiet 12. Ett mellanparti 24 av locket passar i ett ytterligare vidgat parti 25 av hålet 10, och en tätningsring 26 tätar mellan locket och hålpartiet 25. Kapillärrörets axiella position bestäms genom anslag mel- lan ansatser 27, 28 på locket resp. kolvdelen.

I förhållande till den första utföringsformen är kolvdelen förlängd nedåt, så att kapillärröret är mekaniskt skyddat ge- nom att inte utskjuta under kolvdelens undre yta 29. I stället är den undre ytan 29 försedd med ett nedåtriktat utsprång 30, som har en skarp spets 31. Hålet 30 har en förlängning 32 ge- nom utsprànget 30. Denna förlängning kan ha samma invändiga dimension som hålpartiet ll, men visas här ha ett mindre tvär- snitt, så att förlängningen 32 är ansluten till hålpartiet 11 genom ett nedåt avsmalnande hålparti 33.

För att skydda kolvdelen mot kontaminerande kontakt, och i synnerhet dess undre ände innefattande spetsen 31 och hålför- längningen 32, är kolvdelen försedd med en mantel 34, som om- ger den och sträcker sig ett väsentligt avstånd förbi dess undre yta 29. I anordningens visade sammansatta tillstånd om- ger manteln också cylinderdelen 8, så att relativ axiell rö- relse mellan kolvdelen och cylinderdelen är möjlig. Eftersom 70016 . seövers; 01-03-28 10 15 20 25 30 - » X . , . 515 538 placering av locket 21 och kapillärröret i den visade positio- nen innefattar en viss grad av nedåtriktad axiell kraft mot locket 21 och sålunda mot kolvdelen, är mantelns 34 axiella utsträckning sådan, att den sträcker sig åtminstone till och företrädesvis något förbi den undre änden av cylinderdelen i anordningens beredskapstillstånd, såsom visas i fig. 10. Då anordningen i praktiken placeras på ett underlag, t.ex. ett bord, med den undre fria änden av manteln stödjande anord- ningen, kan följaktligen nedåtgående rörelse utövad på locket inte trycka kolvdelen längre in i cylinderdelen.

Delarnas i fig. 10 visade relativa positioner motsvarar de i fig. 5 visade, d.v.s. före nedåtgående slag av kolvdelen.

Sådant slag kommer att tvinga spädvätska innehållen i det pri- mära cylinderpartiet 15 under kolvdelen upp genom hålförläng- ningen 32. Därifrån kommer en del av vätskan att inträda i ka- pillärröret 1 för att undantränga i detta innehållet prov. En annan del av vätskan kommer att strömma mellan kapillärröret och hålpartiet 11 för att inkomma i det vidgade hålpartiet 12 och där blandas med provet och den del av spädvätskan, som tvingats genom kapillärröret in i öppningen 22.

Delarnas i fig. 10 visade relativa positioner motsvarar också de i fig. 7 visade, d.v.s. efter ett av kolvdelen utfört upp- åtgående slag för att dra blandningen innehållen i hålet 10 ned i det primära cylinderpartiet 15.

Fig. 11 visar anordningen efter det att kolvdelen 7 har utfört ett fullständigt nedåtgående slag i förhållande till cylinder- delen 8 och utsprånget 10 skarpa spets 31 har genomborrat mem- branet 17. Denna position motsvarar den i fig. 8 visade posi- tionen, d.v.s. väsentligen hela volymen av utspätt prov har tvingats in i hålet 10. Ett efterföljande fullständigt uppåt- gående slag av kolvdelen kommer att tvinga den volymen till- 70016 . seövers; 01-03-28 « . 1 » x . lO 15 20 25 30 .H .ü . . U . H .h. H H - 'I lt v: i 1. | . ¿ A ,' I 5 -_'f 'I -» - v . v _ . . . .'.. s ; ; 'L 5 ** § ' ' ' ' ~~ --- w 'M1 mv! I baka in i det primära cylinderpartiet 15. Åtminstone i början av ett sådant slag kommer en stråle av vätska att strömma ige- nom det brustna membranet 17 och spola det sekundära utrymmet 16, för att därigenom säkerställa en fullständig blandning av det i detta innehàllna materialet med det utspådda provet.

Såsom redan nämnts är utföringsformen enligt fig. 10 och 11 särskilt inrättad för användning med ett analysinstrument 35, såsom visas i fig. 12. Instrumentet innefattar ett hus 36, som i en vägg 37 har ett urtag 38 inrättat att mottaga anordningen 6. Sålunda år urtagets bredd anpassad till anordningens 6 yttre bredd, d.v.s. dess kolvdel 7 innefattande manteln 34.

Ett fast stift 39 utskjuter centralt från en undre del av en inre vägg 40 i urtaget, och två åtskilda manöverarmar 41, 42 utskjuter genom vertikalt riktade öppningar 43, 44 i den inre väggen 40 för att vara samtidigt rörliga begränsade sträckor upp och ned längs motsatta inre väggar 45, 46 av urtaget 38, såsom anges med pilar.

Såsom framgår av fig. 10 och 11 är ett övre parti av kolvdelen 7 försett med ingreppsorgan i form av motsatta urtag 47, 48, som är åtskilda och dimensionerade för att ingripa med resp. manöverarm 41, 42 då anordningen 6 år belägen i urtaget 38.

Ett hål 49 är anordnat genom ett undre parti av cylinderdelen 8 och är inrättat att ingripa med det fasta stiftet 39 då an- ordningen är belägen i urtaget.

Styrorgan och påverkningsorgan (icke visade) är inrättade att röra armarna 41, 42 uppåt och nedåt med slaglängder, som före- trädesvis är inställbara vad avser antal, amplitud och fre- kvens.

Instrumentet 35 innefattar också en ljusgång 18 med en ljus~ källa 19 och en ljussensor 20. För att möjliggöra för ljus att passera in i och genom primärcylindern 16, såsom anges med 70016.seövers; 0l~03-28 10 15 20 25 H- H; . . H . »i N.. f. _ ,. .v .- . ., , , , _ _ _ , 1, .. . , . , _ , , . - f ~- 9 = == = f.- ' \ v v I = » . v v. , . ' Ü ï P il II! :x ., 4,; 10 ljusgången 18 i fig. 10, är motsatta hål 50, 51 anordnade i manteln 34.

En ursprunglig position för manöverarmarna 41, 42 i förhål- lande till det fasta stiftet 39 är den, som motsvarar kolvde- lens 7 och cylinderdelens 8 relativa positioner, som visas i fig. 10. Vid användning är en anordning 6 med ett med blodprov fyllt kapillärrör 1 beläget i urtaget, så att hålet 49 ingri- per med det fasta stiftet 39 och urtagen 47, 48 ingriper med armarna 41 resp. 42. I den positionen kommer rörelse av ar- marna 41, 42 att utöva en motsvarande rörelse på kolvdelen, medan cylinderdelen hålls stationär genom stiftet 39, som in- griper med hålet 49. Såsom framgår, i synnerhet av fig. ll, är manteln 34 försedd med åtminstone en slits 52, som medger rö- relse av kolvdelen relativt den stationära cylinderdelen.

En programmerad utvärderingssekvens startar, antingen automa- tiskt en i förväg bestämd tid efter placering av anordningen i urtaget 38, eller manuellt av en operatör genom tryckning på en lämplig knapp (icke visad). En sådan sekvens kan innefatta de steg, som omtalats under behandlingen av den i fig. 5 - 9 visade utföringsformen, d.v.s. ett första spädnings- och blandningssteg, innefattande begränsade slag nedåt och uppåt, en paus, en blindmätning, ett andra blandningssteg, innefat- tande ett första fullständigt nedåtgående kolvslag, som orsa- kar genombrott av membranet 17, samt efterföljande fullstän- diga uppåt- och nedåtgående slag för att erhålla ytterligare blandning, en paus och slutligen en eller flera mätningar med hjälp av ljusbanan 18. De erhållna resultaten kommer att visas på en display 53. 70016 . seövers; 01-03-28

Claims (10)

1. lO 15 20 25 30 u» nu 51,5 538 ll P A T E N T K R A V l. Anordning för spädning och blandning av ett vätskeformigt prov, vilken anordning innefattar organ för att mottaga en rörformig provmottagare, första behàllarorgan för en späd- vätska och blandningskammarorgan, 2. att hàlet k ä n n e t e c k n a d av en kolvdel (7) med en främre ände och en bakre ände, varvid ett axiellt häl (10) genom kolvdelen begränsar mottagnings- organen och begränsar en första blandningskammare (12) belä- gen vid den bakre änden; och en cylinderdel (8) med en öppen ände och en sluten ände, vilken cylinderdel begränsar det första behällarorganet (15), och varvid det första behàllarorganet även bildar en andra blandningskammare; varvid kolvdelen (7) är införd genom den öppna änden för att vara tätande och glidbart rörlig inuti cylinderdelen (8), varigenom relativ rörelse av kolvdelen (7) mot den slutna änden orsakar spädvätska (D) innehällen i det första behàl- larorganet (15) att strömma genom hålet mot den första blandningskammaren (12) för att därigenom ätminstone delvis spola genom en rörformig provmottagare (1) belägen i hålet (10) för att i den första blandningskammaren (12) blandas med ett prov (S) undanträngt fràn den rörformiga provmotta- garen för att bilda ett utspätt prov (DS), och varigenom re- lativ rörelse av kolvdelen (7) bort frän den slutna änden orsakar flöde av det utspädda provet genom hålet mot den andra blandningskammaren (15). Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d (10) ä *V har större diameter än den rörformiga provmot- tagaren (1) för att medge vätskeflöde mellan hàlet och den rörformiga provmottagaren. 70016 seövers; 01-03-28 - . . . . . 10 15 20 25

2. 1515. 538 12

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att den första blandningskammaren omfattar ett vidgat parti (12) av hålet (10).

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att cylinderdelen begränsar ett andra behållarorgan (16) belä- get vid den slutna änden och skilt från det första behållar- organet av membranorgan (17).

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v genomträngningsorgan (3; 31), som är rörliga med kolvdelen (7) för att genomtränga membranorganet (17) vid rörelse av kolvde- len mot den slutna änden.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att genomträngningsorganet (31) är ihåligt och står i förbin- delse med hålet (10).

7. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att cylinderdelen är åtminstone delvis genomlyslig.

8. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att det vidgade partiet (12) innefattar ett parti (25) inrät- tat att mottaga en hållare (21), som bär den rörformiga prov- mottagaren.

9. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att kolvdelen (7) innefattar stödorgan (34) inrättade att för- hindra obefogad rörelse av kolvdelen (7) in i cylinderdelen (8).

10. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att kolvdelen (7) och cylinderdelen (8) innefattar resp. in- greppsorgan (47, 48, 49) inrättade för tvångsmässigt ingrepp av rörliga ingreppsorgan (41, 42) resp. fasta ingreppsorgan (39). 70016 . seövers; 01-03-28