SE526330C2 - Förfarande och anordning för bestämning av en liten volym av ett flytnade prov - Google Patents

Description

20 25 30 526 530 mellan motsatta positioner vid ventilkroppens periferi. Genom att rotera ventilkroppen mellan bestämda positioner sätts de motsatta ändarna av mätkanalen i förbindelse med mynningarna till olika kanaler i ventilhusets cylindriska öppning. Härige- nom kan mätkanalen i en rotationsposition för ventilkroppen fyllas med den bestämda volymen av prov, som strömmar mellan två motsatta första kanalmynningar vid den inre periferin av den cylindriska öppningen. Efter rotation till en annan rota- tionsposition, varigenom den bestämda volymen separeras från de två motsatta första kanalmynningarna och samtidigt de mot- satta ändarna av mätkanalen sätts i förbindelse med två mot- satta andra kanalmynningar vid den inre periferin av den cy- lindriska öppningen, möjliggörs spolning av mätkanalen med en spädvätska för att åstadkomma ett önskat utspädningsförhål- lande. Även om de fungerar väl är vridventiler på grund av sin rela- tiva komplexitet inte lämpade för den massproduktion, som är önskvärd för ekonomisk framställning av engångsblodprovs- utrustning.

Föreliggande uppfinning har till syfte att åstadkomma ett en- kelt och pålitligt förfarande för att separera åtminstone en liten bestämd volym av ett flytande prov från en relativt stor obestämd volym av detta prov, liksom en lika enkel, pålitlig och billig anordning för att utöva förfarandet, särskilt läm- pad för reproducerbar massproduktion.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning innefattar stegen att i en yta av en första kropp åstadkomma åtminstone en kavi- tet, som har den lilla bestämda volymen; att anbringa den re- lativt stora volymen av provet på nämnda yta och i nämnda åt- minstone en kavitet; och att relativförflytta den första krop- pen och ett skraporgan så att skraporganet passerar nämnda åt- 72438c.doc; 2005-02-02 10 526 350 minstone en kavitet för att därigenom skrapa en volym av den relativt stora volymen från ytan och kvarlämna den lilla be- stämda volymen i nämnda åtminstone en kavitet.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning för att utöva för- farandet innefattar en första kropp och en andra kropp. Den första kroppen har i en yta åtminstone en kavitet (fördjup- ning, skåra, inskärning, kavitet, etsning, sprängning), som har nämnda volym. Den andra kroppen innefattar en kant, som är relativt glidbar längs nämnda yta och över kaviteten, för att därigenom separera (skrapa) en överskjutande volym av prov fràn nämnda yta och lämna den bestämda volymen i kaviteten.

Utföringsformer av föreliggande uppfinning kommer att beskri- vas i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. la och b schematiska sektionsvyer, som visar princi- pen för en anordning enligt uppfinningen visad i en första resp. en andra position; Fig. 2 är en perspektivvy, som schematiskt visar en första principiell utföringsform av an- ordningen; Fig. 3 är en liknande vy, som visar en andra prin- cipiell utföringsform av anordningen; Fig. 4 är en liknande vy, som visar en tredje principiell utföringsform av anordningen; Fig. 5a och b är vyer liknande den enligt fig. la och b, 72438c.doc: 2005-02-02 526 330 men visar också ett tätningselement mellan de två kropparna; Fig. 5c visar en förstoring av ett parti av fig. 5b; Fig. 6 är en planvy, som visar en utföringsform av ett tätningselement; Fig. 7a är en vy liknande fig. 1, men visar en al- ternativ utföringsform av anordningen med en separat kropp för att motta ett prov; Fig. 7b visar en planvy av den separata kroppen en- ligt fig. 7a; Fig. 8a, b och c är vyer liknande fig. la och b, men visar tre på varandra följande steg i funktionen av en anordning med separat skrapa; och Fig. 9a - e visar olika exempel på kavitetsformer och - mönster.

Principen för en anordning enligt föreliggande uppfinning vi- sas särskilt i fig. la och b.

En första kropp 10 har en yta ll, i vilken är anordnad en ka- vitet 12 med en noggrant bestämd, liten volym. En obestämd, relativt stor volym 13 av ett prov, såsom ett blodprov, an- bringas på ytan ll, så att det är säkerställt, att kaviteten är fylld med prov.

En andra kropp 14 har en kant 15, som anligger mot den första kroppens yta ll. Kropparna lO och 14 är inbördes glidbara längs ytan ll, såsom anges med en pil A, så att kanten, då den 72438c.doc; 2005-02-02 10 15 20 25 30 526 330 passerar kaviteten, skrapar eller skjuvar av en volym 16 av provet längs ytan ll och kvarlämnar endast den noggrant be- stämda, lilla provvolymen 17 i kaviteten 12. Denna situation visas i fig. lb.

I praktiken har den andra kroppen 14 en yta 18, som börjar i kanten 15 och är vänd mot och vätsketätt anligger mot den för- sta kroppens yta 11. I ändamål att spä ut den noggrant be- stämda, lilla provvolymen 17 sträcker sig två kanaler 19, 20 genom den andra kroppen och mynnar i dess yta 18 i positioner, som båda medger vätskeförbindelse med kaviteten 12, såsom vi- sas i fig. lb. Kanalerna visas här sträcka sig V-format, kon- vergerande mot ytan 18. Uppenbarligen kan kanalerna sträcka sig i andra riktningar mot ytan ll och kaviteten 12 i denna, innefattande inbördes parallella kanalriktningar.

Ledningar 21, 22, som anges med streckade linjer, förbinder resp. kanal 19, 20 med var sin behållare 23, 24. Behållaren 23 visas i fig. la innehålla en bestämd volym av en vätska 25, såsom en spädvätska eller ett lyseringsmedel. Då den första och andra kroppen befinner sig i de i fig. lb visade inbördes positionerna, kommer flöde från behållaren 23 genom ledningen 21 att riktas in i kaviteten 12 och därigenom spola bort dess provvolym 17 och föra den genom ledningen 22 in i behållaren 24 för att i denna åstadkomma en volym av utspätt prov med ett bestämt utspädningsförhållande. Volymen utspätt prov kan bringas att strömma åtskilliga gånger fram och tillbaka mellan de två behållarna för att säkerställa riktig blandning och ut- spädning, men prov har visat, att redan en spolning ger ett tillfredsställande resultat.

Beroende på slaget av prov som skall utföras och önskat ut- spädningsförhållande, kan kaviteten typiskt ha en volym av 72438c.doc; 2005-02-02 10 15 20 25 30 mellan 0,05 och 10 ul, även om det är fullt möjligt att an- ordna kavitetsvolymer av t.ex. mellan 0,02 och 20 ul.

I praktiken kan det vara lämpligt att anordna fler än en kavi- tet i ytan av kroppen 10, t.ex. en relativt liten kavitet (t.ex. 0,05 ul) och en relativt stor kavitet (t.ex. 10 ul), för att därigenom möjliggöra samtidig utspädning till två olika utspädningsförhållanden. Detta är den föredragna utfö- ringsformen av uppfinningen vad avser blodanalys.

Exempel på anordningar, som förverkligar denna möjlighet, vi- sas i fig. 2 - 4.

Utföringsformen enligt fig. 2 omfattar ett blockformat hus 25 (andra kropp) som i sig har en slits 26. En slid 27 (första kropp) har i en övre yta 28 en mindre kavitet 29 och en större kavitet 30. Slitsen har en kant 31, som nära anligger mot ytan 28. Två par av konvergerande kanaler 32, 33 och 34, 35 sträcker sig genom huset 25 och mynnar i en yta av slitsen 26 på resp. platser, som motsvarar kaviteternas 29, 30 positio- ner. Sâlunda kommer en icke visad, obestämd volym av ett prov, som är anbringat på ytan 28, att skjuvas av av kanten 31 då sliden 27 förs in i slitsen, såsom anges med en pil B, och kvarlämna två noggrant bestämda volymer av prov i kaviteterna 29 och 30 för att späs ut såsom förklarats i samband med fig. la och b.

I fig. 3 är den första kroppen en skivformad kropp 36, som i en yta 37 har en mindre kavitet 38 och en större kavitet 39.

Den andra kroppen är likaledes en skivformad kropp 40, som i sin omkrets har ett utskuret parti, som ger åtkomst till den första kroppens yta 37 och även erbjuder åtminstone en kant 41, som anligger mot ytan 37. Två par av konvergerande kanaler 42, 43 och 44, 45 sträcker sig genom kroppen 40 och mynnar i dess mot kroppen 37 anliggande yta på resp. ställen, som mot- 724 38C. dOC; 2005-02-02 10 15 20 25 30 526 330 svarar kaviteternas 38, 39 positioner. Sålunda kommer en icke visad, obestämd volym av ett på ytan 37 anbringat prov att skjuvas av av kanten 41 då de två kropparna roteras relativt varandra, såsom anges av en pil C, och kvarlämna två noggrant bestämda volymer av prov i kaviteterna 38 och 39 för att ut- spädas, såsom förklarats i samband med fig. la och 1 b.

I fig. 4 är den första kroppen en cylindrisk kropp 46, som i sin periferiyta 47 har en mindre kavitet 48 och en större ka- vitet 49. Den andra kroppen är en blockformad kropp 50, som- har en i motsvarighet till den cylindriska ytan 47 konkavt formad yta 51. En kant 52 av ytan 51 anligger mot ytan 47. Två par av konvergerande kanaler 53, 54 och 55, 56 sträcker sig genom kroppen 50 och mynnar i dess mot kroppen 47 anliggande yta 51 på resp. ställen, som motsvarar kaviteternas 48, 49 po- sitioner. Sålunda kommer en icke visad, obestämd volym av ett på ytan 47 anbringat prov att skjuvas av av kanten 52 vid re- lativrotation av de två kropparna, såsom anges med en pil D, och kvarlämna två noggrant bestämda volymer av prov i kavite- terna 48 och 49 för att utspäs såsom förklarat i samband med fig. la och b.

För att erhålla riktig tätning, är det lämpligt att anordna ett tätningselement 57 mellan de två kropparna 10 och 14, så- som visas i fig. 5a och b och tydligare i fig. 5c.

I denna utföringsform ersätter en kant 57' på tätningselemen- tet kanten 15 på den andra kroppen 14 i den principiella utfö- ringsformen enligt fig. la och b och separerar sålunda provvo- lymen i kaviteten 12 från återstoden av provet. Tätningsele- mentet är upptaget i ett motsvarande format urtag 58 i kroppen 14' och åstadkommer sålunda tätning kring kaviteten och led- ningarnas 19, 20 mynningar. 72438C . døCi 2005-02-02 10 15 20 25 30 526 330 8 Tätningselementet har ett genomgående hål eller öppning 59, som åstadkommer förbindelse mellan de två kanalerna 19, 20 och kaviteten 12 i kropparnas 14' och 10 i fig. 5b och c visade inbördes glidpositionen.

Den andra kroppen 14' har ett utskuret parti 60 för att där- igenom styra och innesluta den större provvolymen 13 vid rela- tiv rörelse mellan de två kropparna (fig. 5b). Det utskurna partiet slutar i en relativt trång slits 61 (fig. 5c) just före tätningselementets 57 aktiva kant 57'.

Såsom vidare syns i fig. 5c, har det parti 57" av tätnings- elementet 57, som är beläget mellan öppningen 59 och kanten 57', en bredd w som överstiger bredden d av kaviteten 12. Här- igenom säkerställs att kavitetens mynning är fullständigt tä- tad då tätningselementets parti 57" passerar över den vid re- lativrörelse av de två kropparna.

Som ett alternativ till det i fig. 5a och b visade tätnings- elementet med sidoväggar riktade vinkelrätt mot den första kroppens 10 yta ll, visas öppningen 59 i fig. 5c ha sidoväggar 59', som lutar approximativt i överensstämmelse med kanalernas 19 och 20 lutning. 0 Fig. 6 visar en utföringsform av ett tätningselement 62, som är användbart för att täta två kaviteter, t.ex. den relativt lilla kaviteten 29 och den relativt stora kaviteten 30 i utfö- ringsformen enligt fig. 2. Endast för illustrationsändamål vi- sas dessa kaviteters belägenheter i fig. 2 med prickade lin- jer. Tätningselementet har två öppningar 63 och 64. För att åstadkomma tätning av båda öppningarna under hela relativrö- relsen mellan kroppen 27 och tätningselementet, är det senare väsentligen L-format, d.v.s. öppningarna ligger i linje, men tätningselementets aktiva kant är delad i två kantpartier 62', 62" så att resp. partier av tätningselementet belägna mellan 72438c.d0C; 2005-02-02 10 15 20 25 30 526 330 öppningarna och kantpartierna har olika bredder Wl och W2, vilka båda är större än resp. kavitetsbredd dl resp. d2.

I fig. 7a är en separat kropp 65 glidbart rörligt placerad mellan den första kroppen l0 och den andra kroppen 14. Den har i sin mot den andra kroppen 14 vända yta 65a en provupptagande öppning 66, som genom en kanal 67 står i förbindelse med en provhàllande kavitet 68 i sin mot den första kroppen 10 vända yta 65b. Sålunda kommer åtminstone en del av exempelvis ett blodprov anbringat i öppningen 66 att överföras till kaviteten 67. Ett genomgående hål 69 sträcker sig genom kroppen 65.

Vid relativ rörelse mellan kroppen 65 och den första och andra kroppen kommer en del av den i den provhàllande kaviteten 68 innehållna provvolymen att inneslutas i kaviteten 12 i den första kroppen 10 och fullständigt fylla den. En eftersläpande kant 68' av kaviteten 68 kommer att verka som skrapande kant och säkerställa att överflödiga mängder av prov avlägsnas från den provvolym, som ytterligare skall behandlas. Det genomgå- ende hålet 69 erbjuder förbindelse mellan kanalerna 19, 20 och kaviteten 12. Det skall här anmärkas, att de olika visade och beskrivna detaljernas relativa dimensioner tjänar endast illustrativa ändamål.

I den i fig. 8a - c visade utföringsformen är anordnad en se- parat skrapa 70, som har en skrapande kant 70', och används för att skrapa bort överflödigt prov från ytan ll kring kavi- teten 12. I denna utföringsform befinner sig de två kropparna 10 och 14 ursprungligen och under skrapningsförloppet (fig. 8a och b) på avstånd från varandra. Efter att skrapningsförloppet har avslutats, fås de två kropparna att närma sig varandra längs en bågformig bana, såsom anges med pilen E i fig. 8c, för att bringa kropparna till en position för att utföra spol- ningsoperationen. 7243Bc. doc; 2005-02-02 526 330 10 Fig. 9 visar olika kavitetsformer och konfigurationer. Fig. 9a visar en delsfärisk form, fig. 9b visar ett mönster av ett flertal väsentligen cirkulära fördjupningar, fig. 9c visar en kvadratisk eller pyramidformad fördjupning, fig. 9d visar ett antal parallella spår, och fig. 9e visar en rektangulär kavi- tet formad genom exempelvis etsning, sprängning, skärning el- ler liknande materialavverkande förfarande. 72438c.doc; 2005-02-02

Claims (16)

10 15 20 25 526 330 ll PATENTKRAV

1. l. Förfarande för att separera åtminstone en liten bestämd volm av ett flytande prov från en relativt stor obestämd volym av detta prov, kännetecknat av stegen: - att i en yta av en första kropp åstadkomma åtminstone en ka- vitet, som har den lilla bestämda volymen; - att anbringa den relativt stora volymen av provet på nämnda yta och i nämnda åtminstone en kavitet; och ~ att relativförflytta den första kroppen och ett skraporgan så att skraporganet passerar nämnda åtminstone en kavitet för att därigenom skrapa en volym av den relativt stora volymen från ytan och kvarlämna den lilla bestämda volymen i nämnda åtminstone en kavitet.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att kan- ten är en kant av en andra kropp, som är glidbar relativt den första kroppen.

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att före anbringande av den relativt stora volymen av prov på nämnda yta anbringas det på en provmottagande yta.

4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att den relativt stora volymen av provet anbringas på nämnda yta genom att föra nämnda provmottagande yta i kontakt med nämnda yta.

5. Förfarande enligt krav l för utspädning av den bestämda volymen av provet, kännetecknat av steget att bringa den lilla bestämda volymen i kontakt med ett flöde av späd- vätska, som passerar nämnda åtminstone en kavitet. 7243813. doCi 2005-02-02 10 15 20 25 526 330 12

6. En provvolymbestämmande anordning för att separera åtmin- stone en liten bestämd volym av ett flytande prov från en re- lativt stor obestämd volym av detta prov, vilken anordning in- nefattar en första kropp (lO; 27; 36; 46) och en andra kropp (147 25; 40; 50; 57; 70), som är rörliga relativt varandra, kännetecknad av - att den första kroppen (lO; 27; 36; 46) har åtminstone en kavitet (l2; 30; 39; 49) i en yta (ll; 28; 37; 47), varvid nämnda åtminstone en kavitet har den bestämda volymen; och - att den andra kroppen (l4; 25; 40; 50; 57; 70) innefattar en kant (l5; 31; 41; 52; 57'; 70'), som är glidbar längs nämnda yta och över kaviteten vid relativ rörelse av kropparna, varvid arrangemanget är sådant, att en överskjutande volym av den obestämda volymen av provet - efter anbringande av den obestämda volymen av provet på nämnda yta - separeras från den obestämda volymen vid nämnda relativrörelse, för att därigenom i kaviteten kvarlämna en volym av provet lika med den bestämda volymen.

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att kan- ten är en kant (15) av den andra (14) av nämnda kroppar.

8. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att kan- ten är en kant (57') av ett tätningsorgan (57), som uppbärs av den andra (l4') av nämnda kroppar.

9. Anordning enligt krav 8, kännetecknad av att den andra av nämnda kroppar uppbär tätningsorganet (57) i en yta, som är vänd mot den första kroppens (10) nämnda yta. 72438C.d0C; 2005-02-02 lO 15 20 25 526 350 13

10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att tät- ningsorganet har en öppning belägen mitt för nämnda kavitet (12) i en bestämd inbördes glidposition för de två kropparna.

11. ll. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att ett parti av tätningsorganet (57) beläget mellan dess nämnda öpp- ning och dess nämnda kant (57') har en bredd, som är större än kavitetens (12).

12. Anordning enligt något av kraven 6 - 11, inrättad för spädning av nämnda lilla bestämda volym av provet, kär1ne- te<:kr1ad a\r organ (19, 20) för att rikta en vätska (25) in i och ut ur kaviteten (12).

13. Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att nämnda organ innefattar ledningsorgan mitt för nämnda åtmin- stone en kavitet (12) i en bestämd relativ glidposition för nämnda kroppar (10, 14; 10, 57).

14. Anordning enligt krav 13, kännetecknad av att ledningsorganen innefattar första ledningsorgan (19) riktade mot nämnda kavitet (12) och andra ledningsorgan (20) riktade från denna.

15. Anordning enligt krav 14, kä11ne1:ec:kr1ad av' första behâllarorgan (23) för en vätska förbundna med nämnda första ledningsorgan (19, 21) och andra behållarorgan (24) för ut- spätt prov anslutna till nämnda andra ledningsorgan (20, 22).

16. Anordning enligt något av kraven 6 - 15, i synnerhet för utförande av blodanalys, k ä n n e t e c k n a d a v två kaviteter (29, 30) med olika volymer. 72438c.doc; 2005-02-02