TWI276801B - Device for the automated analysis of a liquid sample - Google Patents

Description

1276801 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於用以自動化分析液態樣本的裝置。尤 其是，本發明的目的係改良能夠用於決定物理狀態時媒介 的修正次數之自動化裝置。 【先前技術】 此裝置尤其適用於決定依據下面程序之血液凝結。此 程序開始於將血液樣本置放於裝有在外磁場作用下作周期 性移動的鐵磁球之碗狀物底部。然後藉由適當機構的幫助 偵測表示血液的物理狀態改變之鐵磁球移動的修正（例如 ，振幅及/或頻率變動）。 以；Junior儀器公司名義所發表的專利WO 99 64839說 明此類型裝置。 此裝置包括用以單獨使用的碗狀物分配器，每一碗狀 物包括構成球的滾動路徑之朝內彎曲底部，及面對底部的 具有開口之面。這些碗狀物以能夠移動的方式被並排置放 且固定於彈性薄膜上，該薄膜密封碗狀物的開口。配備有 碗狀物的薄膜可捲繞於線圈上，此線圈可嚙合於設置在裝 置的儲存及分配室中之元件上。碗狀物逐一滑入偵測站中 〇 因爲支撐薄膜密封碗狀物的開口，故需要藉由切割製 作縫隙以便使吸量管可通過。一旦如此做，壓力會施加於 薄膜上以便分開碗狀物。 -6 - (2) 1276801 而且，此縫隙的存在使得吸量管冒著弄髒薄膜的危險 才能更精確地操作。 此外，薄膜的存在意味著使用強力的光源，且此通過 碗狀物的光源所產生的光束同質性將會受到該薄膜的存在 與任何可能存在於薄膜上的髒污所干擾。而且，被此光源 所產生的光束所橫越之異質媒介會產生各種反射，尤其是 在碗狀物的牆及邊緣，如此，將冒著扭曲鐵磁球的移動分 析之風險。 _ 因此，本發明的目的係爲了解決這些缺點。 【發明內容】 爲了達成此效果，本發明係相關於液態樣本的自動化 分析裝置，該裝置包含一連串用以單獨使用的碗狀物，每 一個皆包括底部、一面對底部具有一開口之頂面、及大約 在開口平面的內面延伸於碗狀物的兩側之兩相對凸肩，碗 狀物由彈性薄膜並排置放且彼此連結在一起，該彈性薄膜 φ 固定於該凸肩並覆蓋，至少局部，該碗狀物的開口。 根據本發明此裝置的特徵爲薄膜具有一連串各自位於 碗狀物的開口右側之孔。 裝置包括光學偵測站，用以引入如紅外線等光源照亮 碗狀物的頂面；及置放於底部下方之光電偵測器，光源的 目的係用於經由光電偵測閱讀球的移動。 在此例中，薄膜可由使照明發光光束更均勻之紅外光 的擴散材料製成。然後，尤其可根據吸量管的尺寸、橫越 (3) 1276801 碗狀物的預定有效體積之適合的發光光束強度之同質性及 其位置決定孔的尺寸。 在藉由偵測移動於碗狀物底部之球的移動，裝置決定 裝於碗狀物之樣本的物理狀態之修正次數’該孔可具有局 部集中於球的滾動路徑上且寬度稍微小於球的直徑之橢圓 形開口形狀。 有利的是，構成薄膜的材料可具有諸如細孔等液體吸 收特性，以便固定任何可能的的液體射出，並因此減低弄 φ 髒鄰近現在被分析的碗狀物之碗狀物中的樣本之危險。 此裝置亦可包括引入相對於碗狀物的捲軸橫向移動的 吸量管之吸量管站。爲了減輕吸量管移動的不準確，而施 加該吸量管到可能導致碗狀物的不一致鬆開及/或射出之 薄膜或其邊緣，故薄膜的孔沿著與該碗狀物的捲軸橫向之 軸延伸。 而且，此裝置可包括用以切割被分析的碗狀物以便將 他們接收在單一容器中之站。 · 需留意的是，此碗狀物/薄膜單元保持適合既存模型 【實施方式】 在此例中，自動化分析裝置1採用包含形成條2之一 連串大約一百個碗狀物的碗狀物進給機構。 如圖2所示，利用模製透明塑膠材料形成碗狀物C， 每一碗狀物具有朝內彎曲底部FI構成鐵磁球BE的滾動路 -8 - (4) 1276801 徑之扁平平行六邊形本體。相對於此底部FI，碗狀物C 具有開口，藉由每一個皆設有延伸於面對本體的側邊上之 圓柱形突起PC的兩各自凸肩Rl，r2，碗狀物的兩相對邊 緣BO!，B〇2延伸於右角。這兩突起用於強而有力地嚙合 於各自設置在薄膜的兩側面邊界之兩各自的洞TR。凸肩 Rh r2具有大基座與碗狀物一體成型之例如二等邊梯形的 形狀。然後支撐薄膜3的側面邊界具有梯形切割的碗狀物 組之凸肩R!，R2間隔，該梯形切割的傾斜邊緣延伸到碗狀 物的凸肩R!，R2之傾斜邊緣的右邊。由於這些設置，薄膜 的側邊緣皆具有使碗狀物的凸肩R!，R2可更加強於其齒之 凹口形狀。 薄膜是彈性的且由諸如紙等吸收性材料製成。每一碗 狀物皆在頂部被穿孔成橢圓形的孔4，該孔沿著碗狀物的 縱軸橫向延伸到碗狀物的徑流軸。。 根據圖4所示的裝置，碗狀物的條2由軌道5操縱。 此軌道具有其兩垂直翼藉由兩凸肩R3，R4延伸在右角之U 形段，凸肩Ri，R2位於凸肩R3，R4上。條接連通過在容器 9之出口的吸量管站6、偵測站7、及切割站8，每一被分 析的碗狀物皆在爲此目的所設置的容器9中取得。 這些各種站的功能由包含中央單元及諸如螢幕10/鍵 盤11單元等周邊單元之處理器p控制。 藉由驅動機構確保薄膜3的驅動。該驅動機構使用每 一末端皆由滾輪1 3，1 4操控之環形帶1 2。此帶包含間距 等於多個碗狀物（例如心5個碗狀物）的寬度距離之凹口 -9- (5) 1276801 的鋸齒。這些凹口具有漸伸線到對應於垂直的齒狀齒條之 圓形輪廓，以便使條的鋸齒形齒之間完全嚙合；因此，藉 由任何可能運轉的自定中心及補整，這些凹口精確地驅動 碗狀物的條。 吸量管站6由自動化垂直高度調整吸量管1 5控制， 以便能夠設定下面的吸量管或沖洗位置及使吸量管可移動 到內面水平面之上面位置。 吸量管15固定於臂16的一末端，而臂16藉由另一 末端繞著垂直心軸1 7被旋轉裝設。由處理器P所控制的 馬達確保臂1 6的旋轉驅動。 利用此特別簡易的機構，吸量管1 5可被接連帶到吸 量管站1 6的吸量管區、配備有一或幾個沖洗碗狀物之正 相反相對的沖洗站1 8、及與通過吸量管區6及沖洗區1 8 之軸相對稱的兩取樣區19, 20。 取樣區19，20位於由兩各別旋轉木馬CR!，CR2所運 送的容器RE!，RE2之路徑中，該旋轉木馬繞著兩垂直心軸 2 1，2 2旋轉移動且由處理器p所控制的兩馬達控制。 其中一旋轉木馬CR!用於裝載將被分析之血液樣本的 容器RE!，而另一旋轉木馬CR2則裝載能夠分配被使用當 作想要完成分析的一部分之各種反應劑之容器RE2。 當然’處理器P被程式化以便控制適合所實施分析的 類別之吸量管順序，及可能的順序包括： - 先行沖洗吸量管1 5， - 吸取裝於其中一旋轉木馬CR!的容器RE!中之樣 (6) 1276801 本劑量， - 將此劑量注射到位於吸量站6的碗狀物C中， - 沖洗吸量管1 5， - 吸取裝於其中一旋轉木馬CR2的容器RE2中之反 應劑劑量， - 將此反應劑劑量注射到碗狀物C中， - 使用可完成閱讀存在於旋轉木馬CRi，CR2所運送 的容器RE:，REa上之條碼的條碼閱讀機23自動化完成鑑 · 定所分析的血液樣本及反應劑。 在此例中，就這些閱讀而言，單一條碼閱讀機23裝 設於繞著垂直心軸25樞軸旋轉之臂24的末端，以便能夠 佔有三個位置，即·_ - 位置Pi，用以閱讀旋轉木馬CR!的容器RE!之條 碼， - 位置P2，用以閱讀旋轉木馬CR2的容器RE2之條 碼，及 _ - 位置P 2，用以閱讀操作者放置在爲了例如輸入由 處理器在裝置的功能內文中所獲得的資訊之相關閱讀位置 的容器。 此文中的量測站7包括三個連續量測位置，每一位置 皆包括（圖4 )位於碗狀物C的側面右邊之薄膜（3 )的 兩側上之一對同軸電磁體E〗，E’i - E2, E’2 - E3, ES。 站7又包括： • 紅外光源2 6 ’位於碗狀物上方， -11 - (7) 1276801 - 負載轉換偵測棒（DTC ) 27，位於由薄膜運送之 碗狀物C下方，光源所照亮之球的影像投射到該薄膜上。 在薄膜路徑上使用幾個量測位置具有操作彈性更大之 優點。 需留意鞏固於軌道5之光源另外可利用碗狀物/薄膜 單元的頂部確實支撐，以便避免跑出軌道外。 由處理器P所控制的電力電路PR激發電磁體E!， -E2，E’2 - E3, E’3，以便產生能夠驅動球BE沿著碗狀物C # 底部的其他移動之磁場脈波。 相機27耦合於處理器P，利用適當軟體完成即時影 像分析，以便量測球BE振盪的振幅並決定此振幅落在特 定臨界値（例如起初振幅的50% )之臨界瞬間。 當然，處理器P計算反應劑注入碗狀物C中的瞬間及 此臨界瞬間之間的時間以便由此推論凝結時間。 薄膜的移動與裝置每一站的操作時間同步，尤其是與 線圈所產生的磁場脈波同步。 ® 吸量管站亦可位在與量測站相同的位置。 當然，本發明並不侷限於上述實施例。 因此，每一紅外線光源/相機單元可具有包括皆由一 對分開的電磁體所激發之幾個碗狀物的場，以便跟隨前面 移動的碗狀物，該碗狀物已通過由程式化的處理器P同時 偵測不同碗狀物之球的移動等幾個步驟。 【圖式簡單說明】 -12- (8) 1276801 ^ #照以下附圖，藉由無限制的範例於上文中說明本 發明的實施例： ffl 1爲〜般尺寸的自動化分析裝置之示意圖； 2裝設於薄膜上之碗狀物的示意立體圖； ® 3爲配備有碗狀物的薄膜及齒條驅動系統之示意俯 視圖； 圖4爲沿圖3的A/A線之示意垂直剖面圖。 【主要元件對照表】 1 自動化分析裝置 2 條 3 薄膜 4 孔 5 軌道 6 . 吸量管站 7 偵測站 8 切割站 9 容器 10 螢幕 11 鍵盤 12 環形帶 13 滾輪 14 滾輪 15 吸量管 -13- 1276801 Ο) 16 臂 17 垂直心軸 1 8 沖洗站 19 取樣區 20 取樣區 21 垂直心軸 22 垂直心軸 23 條碼閱讀機 · 2 4 臂 25 垂直心軸 26 紅外光源 27 負載轉換偵測棒 27 相機 BE 鐵磁球 ΒΟι 邊緣 B〇2邊緣 Φ C 碗狀物 CRi 旋轉木馬 CR2 旋轉木馬 E1 電磁體 ΕΓ 電磁體 E2 電磁體 E2’ 電磁體 E3 電磁體 -14- (10) 1276801 E 3 ’ 電磁體 FI 底部 P 處理器 PI 位置 P 2 位置 P3 位置 PC 突起

PR 電力電路 Ri 凸肩 R2 凸肩 R3 凸肩 R4 凸肩 REi 容器 RE2 容器 TR 洞

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Claims (1)

1. iw 1276801 (1) 拾、申請專利範圍 附件2A: 第92 1 02308號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國95年10月2日修正

   1 · 一種用以自動化分析液態樣本之裝置，該裝置包含 一連串用以單獨使用的碗狀物（C)，每一碗狀物皆包括 底部、與底部相對並具有開口之頂面、及大約在開口平面 的內面延伸於碗狀物的兩側之兩相對凸肩（R!，R2 )，該 等碗狀物藉由彈性薄膜（3 )並排置放且彼此連結在一起 ’該彈性薄膜（3)固定於該等凸肩（R!，R2)並至少局 部覆蓋該等碗狀物（C )的開口，該裝置另包含光學偵測 站（7)，該光學偵測站（7)具有配置在底部下方的光電 偵測器，其特徵爲：

   該薄膜（3)具有一連串各自位於該等碗狀物的開口 前方之孔（4 )，該等孔（4 )已設定尺寸以便不接觸嚙合 注射及/或取樣機構； 該光學偵測站（7 )包含光源，該光源照亮該等碗狀 物（C )頂面以及該薄膜（3 );及 該薄膜（3 )由使發光光束更均勻之光線擴散材料製 成0 2.根據申請專利範圍第1項之裝置，其中根據吸量管 的尺寸、橫越該等碗狀物的預定操作體積之適合的發光光 1276801 (2) 束強度之同質性及其位置決定該等孔（4 )的尺寸。 3 ·根據申請專利範圍第1項之裝置，其中該等碗狀物 (C )的底部構成球（BE )的滾動路徑，該球（BE )由外 磁場驅動。 4. 根據申請專利範圍第2或3項之裝置，其中該孔（ 4 )具有局部集中於球（BE )的滾動路徑上且其寬度稍微 小於球的直徑之開口形狀。

   5. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其中構成薄膜的 材料具有液體吸收特性。 6. 根據申請專利範圍第1項之裝置，其中該等連串碗 狀物接連通過吸量管站（6 )、偵測站（7 )、及用以切割 被分析的碗狀物之站（8 )等路徑。 7 ·根據申請專利範圍第1項之裝置，其中該該等被分 析的碗狀物（C )集中在單一容器（9 )中。

   8·根據申請專利範圍第1項之裝置，其中該凸肩（Rl5 R2 )具有使他們可嚙合在驅動帶的凹口之間的形狀。 9·根據申請專利範圍第8項之裝置，其中該等凹口具 有漸伸線到對應於垂直的齒狀齒條之圓形輪廓。 10·根據申請專利範圍第8或9項之裝置，其中該凸 肩（Rl5 R2)具有大基座與碗狀物（C)—體成型的二等 邊梯形形狀。 1 1 ·根據申請專利範圍第1 〇項之裝置，其中薄膜（3 )的側面邊界具有連續碗狀物的梯形切割之凸肩（5 r2 )的間隔，該梯形切割的傾斜邊緣延伸到凸肩（R!，R2 ) -2- 1276801 (3) 之傾斜邊緣的右邊。 1 2.根據申請專利範圍第1項之裝置，其中該偵測站 (7 )的光源爲紅外光源（2 6 )，而光電偵測器爲相機。 1 3 .根據申請專利範圍第1項之裝置，其中該光源的 支撐係由固定於一軌道的支撐元件所支承，且該支撐元件 經由上方支撐該等碗狀物（C ) /薄膜（3 )。

   1 4 ·根據申請專利範圍第3項之裝置，其中藉由位於 一連串碗狀物的側面右邊的側邊之電磁機構（Ε ϊ，E，j _ E2 E ’ 2 - E 3，E ’ 3 )產生外磁場。

   -3- 1276801 陸、（一）、本案指定代表圖為：第2圖 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 3 薄膜 4 孔 BE 鐵磁球 ΒΟι 邊緣 B〇2 邊緣 C 碗狀物 FI 底部 PC 突起 Ri 凸肩 r2 凸肩 TR 洞

   柒、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：

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