TWI414771B - 反應卡匣、檢測裝置、及檢測方法 - Google Patents

Description

反應卡匣、檢測裝置、及檢測方法

本發明係關於一種檢測裝置及方法，特別是，關於一種用以檢測液體樣品之生化檢測裝置及方法。

醫學體外診斷在現今醫療工業上扮演相當重要的角色，其可用以定性或定量地量測人體體液中各種生物指標的變化，以提供疾病診斷或治療指標等資訊。

一般來說，上述檢測技術需要搭配各種檢測設備及量測儀器，並進行各種試液的配置。在檢測過程中，使用者可能需要徒手採集血液或其他體液樣品，不但可能污染樣品，更讓使用者暴露在被感染的風險中。此外，樣品在檢測過程中，可能需要與不同試劑進行反應，若由操作人員依需要在不同時間依序加入不同試劑，不但增加了檢測程序的複雜度及且可能延長了整體檢測時間。另一方面，如何安全且便利地回收及處理檢測後的廢液也是一大問題。

鑑於此，有必要提供一種可克服習知技術的限制、在檢測上及在廢液處理上都可更加便捷且安全的檢測裝置及方法。

鑑於先前技術所存在的問題，本發明提供了一種用以檢測液體樣品之檢測裝置以及使用此檢測裝置進行檢測的方法。本發明之裝置及方法可適用於各種化學檢測、醫學檢測、或需要進行多個試劑混合步驟的其他類似生化檢測。

在一實施例中，本發明的裝置及方法可用以執行分析檢測程序，此程序包含了液體樣品(如血液樣品)與液態試劑及其他反應物(如抗體)間的多個反應步驟。根據反應後液體樣品的光學特性，可檢測液體樣品中一或多個分析物的含量。

據本發明之一方面，提供了一種用於生化檢測之反應卡匣，其包含一第一空間、一第二空間、一第三空間、及至少一內壁。第一空間、第二空間、及第三空間皆具有容納液體的功能。第一空間具有方向朝上之第一開口，第二空間具有方向與第一開口之方向垂直的第二開口。第一空間及第二空間係配置使得當轉動反應卡匣時，在第一空間之液體可流動至第二空間。第三空間具有方向與第一開口之方向相同的第三開口。內壁連接第二開口及第三開口，以提供第二空間及第三空間之間的一液體流通通道。

根據本發明之另一方面，提供了一種用於生化檢測之檢測裝置，其包含上述之反應卡匣以及一採樣件。採樣件包含用以吸取液態樣品的一採樣管、內部設置有一吸收材料的一吸收區、以及用以儲存一液態試劑的一儲存器。

根據本發明之又一方面，提供了一種生化檢測方法，其係使用上述之檢測裝置而進行。在一實施例中，生化檢測方法包含以下步驟：(a)儲存一液態試劑於儲存器中；(b)以採樣管吸取一液體樣品；(c)塗佈一反應物材料於第三空間；(d)插入採樣件於反應卡匣中，使液體樣品及液態試劑流入第一空間，其中液體樣品及液態試劑係反應形成一第一混合物；(e)旋轉反應卡匣使第一混合物流入第二空間；(f)對在第二空間中之第一混合物進行一光學量測；(g)旋轉反應卡匣使第一混合物流入第三空間，其中液體樣品、液態試劑、及反應物材料係反應形成一第二混合物；(h)旋轉反應卡匣使第二混合物流入第二空間；(i)對在第二空間中之第二混合物進行光學量測；以及(j)旋轉反應卡匣，使第二混合物流入採樣件之吸收區中。

本發明之其他方面，部分將在後續說明中陳述，而部分可由說明中輕易得知，或可由本發明之實施而得知。本發明之各方面將可利用後附之申請專利範圍中所特別指出之元件及組合而理解並達成。需了解，前述的一般說明及下列詳細說明均僅作舉例之用，並非用以限制本發明。

本發明揭露一種用以分析液體樣品所含成分的檢測裝置及其使用方法，其可提供更方便且更安全的檢測程序。為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照下列描述並配合圖1至圖7F之圖式，其中類似的元件符號代表類似的元件。然以下實施例中所述之裝置、元件及程序步驟，僅用以說明本發明，並非用以限制本發明的範圍。

圖1為根據本發明之一實施例繪示之檢測裝置100的透視示意圖，其包含一採樣件102以及一反應卡匣104。採樣件102包含一採樣管114、用以儲存各種液態試劑的一儲存器112、以及內設有一吸收材料122的一吸收區120。吸收區120為具有一開孔的中空未密合區域，其中開孔可例如位於吸收區120的下方，以方便置入及取出吸收材料122。吸收材料122可包含具有高吸收性的各種材料，例如棉花、海綿、濾紙等。

採樣管114用以吸取待測的液體樣品(如血液)。較佳地，採樣管114係透過毛細作用進行取樣。在所採樣的樣品為血液的實施例中，儲存器112可根據所要檢測的成分(例如葡萄糖、膽固醇、或特定病毒的含量等等)，而儲存各種可與血液樣品反應的液態試劑，例如抗體溶液、反應酵素溶液等。儲存器112中所儲存的液態試劑可藉由鋁箔(圖1未繪示，請參考圖4B中之元件416)加以密封。應了解，除了鋁箔之外，亦可採用易形變且可提供液體密封功能的其他材料，例如塑料膜或經防水處理之紙材等。當採樣件102置入反應卡匣104的過程中，上述鋁箔將由反應卡匣104透過摩擦或刮除等方式輕易地移除。

此外，採樣件102可更包含一手持部110，以方便使用者操作。手持部110較佳為一弧形結構，然亦可為其他利於使用者握持或施力的形狀。

繼續參考圖1，反應卡匣104包含一外壁140，其定義一內部空間，且外壁140具有通往內部空間的2個入口142及144。於內部空間中，反應卡匣104更包含一內壁150、一內壁152、一內壁154、一內壁156、一內壁158、一第一空間130、一第二空間132、及一第三空間134。第一空間130、第二空間132、及第三空間134具有容納液體的功能。

第一空間130具有方向朝上之第一開口131，且第二空間132具有方向與第一開口之方向垂直的一第二開口133。第一空間130及第二空間132的相對位置係配置為當轉動反應卡匣104時，第一空間130中的液體可流動至第二空間132。在圖1所示的實施例中，可藉由順時針轉動反應卡匣104，使第一空間130中的液體在重力作用下經由內壁152流入第二空間132。內壁154係延伸自第二空間132，用以在液體自第一空間130進入第二空間132的過程中，避免液體的洩漏。第三空間134位於第一空間130之下且具有方向與第一開口之方向相同的一第三開口134。內壁156連接第二開口132及第三開口134，以提供第二空間132及第三空間134之間的一液體流通通道。

如圖1所示，內壁150設置於入口142及144之下，當採樣件102自入口142及144插入反應卡匣104內，內壁150可用以導引及定位採樣件102的插入。應了解，內壁150所設置的位置及角度將隨採樣件102的結構不同而有所不同。另一方面，內壁158係連接至第三空間134，用以在當採樣件102插入反應卡匣104時，提供第三空間134與吸收區120之間的一液體流通通道。

當採樣件102插入反應卡匣104時，採樣件102背部的鋁箔可很輕易地被掀起及去除，而使儲存器112中的液態試劑及採樣管114中的液體樣品流入第一空間130。液態試劑及液體樣品在第一空間130混合及反應後，可轉動反應卡匣104以藉由重力的導引而使液態試劑及液體樣品的混合物進入第二空間132，並可在第二空間132進行光學量測(例如測定其光學密度(Optical Density,O.D.))以分析此液體混合物的特性。接著，轉動反應卡匣104，使液態試劑及液體樣品的混合物可藉由重力的導引而經由內壁156進入第三空間134，其中第三空間134的內部表面係事先塗佈一反應物材料(例如抗體或酵素等)，使得液體樣品、液態試劑、及反應物材料可在第三空間134混合及反應。接著，再次轉動反應卡匣104，使液體樣品、液態試劑、及反應物材料三者的混合物經由內壁156再次回到第二空間132，以進行第二次的光學量測。量測結束後，轉動反應卡匣104使液體混合物經由內壁156及158而流入採樣件102中的吸收區120，使液體混合物由吸收區120中的吸收材料122吸收而可輕易地移除。

採樣件102與反應卡匣104結合後，可置入一檢測儀器(圖未示)，此檢測儀器用以根據一預先設定的流程轉動反應卡匣104，使液體樣品、液態試劑、及反應物材料可依預定順序進行混合及量測。因此，反應卡匣104可更包含一防錯件(error-proof)160，用以避免反應卡匣104以錯誤方向置入檢測儀器。在一實施例中，防錯件160為與外壁140相連的一突出物。

反應卡匣104的材質可例如為玻璃、樹脂、或其他各種透明材料，且可使用各種熟此技藝者所熟知的方法製作，例如射出成形技術(Injection-Molding)等。在一實施例中，反應卡匣104係以一體成型的方式製作。

圖2及圖3根據本發明一實施例而分別繪示圖1中反應卡匣104的透視立體圖及局部放大立體圖，用以更清楚地顯示反應卡匣104的內部結構。由圖2及圖3可看出，藉由多個內壁的設置，在反應卡匣104內部分隔出第一空間130、第二空間132、及第三空間134。內壁152為構成第一空間130的其中一內壁，內壁154係延伸自第二空間132，而內壁156係連接第二空間132及第三空間134。

圖4A及4B分別為依據本發明一實施例之檢測裝置400之正視及後視的實物照片所繪製之圖式。在此實施例中，檢測裝置400所包含的採樣件402以及反應卡匣404係由透明材料所製成，且採樣件402更包含用以密封液態試劑的鋁箔416。

圖5為根據本發明一實施例所繪示之一透視示意圖，用以說明採樣件502與反應卡匣504的組合方式。在插入反應卡匣504之前，採樣件502內部儲存有密封的液態試劑及所採樣的液體樣品，另一方面，反應卡匣504的第三空間534塗佈有一反應物材料(如抗體)。當採樣件502以圖5中所示箭頭方向插入反應卡匣504內，採樣件502背部的密封材料(如鋁箔)將由反應卡匣504的外壁刮除，使液態試劑及液體樣品流入反應卡匣504的第一空間530中。

圖6為根據本發明一實施例所繪示之使用圖1所示之檢測裝置來檢測液體樣品的方法流程圖，而圖7A-7F繪示根據圖6之流程圖所進行之各檢測步驟的示意圖。以下將同時參考圖6及圖7A-7F對本發明一實施例之方法進行說明。

首先，在步驟S600中，將液態試劑儲存於採樣件中並使用採樣件吸取液態樣品，並將反應物材料塗佈於反應卡匣中第三空間的表面。接著，參考圖6及圖7A，在步驟S610，將採樣件702插入反應卡匣704中，使採樣件702中液態試劑與液態樣品以圖7A中箭頭所示方向流入反應卡匣704中的第一空間730中。接著，在步驟S620中，搖動反應卡匣704，使液態試劑與液態樣品可均勻混合及反應為一第一混合物770。此外，由圖7A可看出，反應卡匣704的第三空間734中塗佈有反應物材料780，其中反應物材料780為一不具流動性的塗膜，因此不會隨反應卡匣704的轉動而產生流動。在一實施例中，可採用塗抹或噴塗的方式形成反應物材料780於第三空間734的表面。

接著，參考圖6及圖7B，在步驟S630中，將反應卡匣704以順時針方向轉動，使液態試劑與液態樣品的第一混合物770以圖7B中箭頭所示方向流入反應卡匣704中的第二空間732。在一實施例中，步驟S630的順時針方向轉動角度為約70度至110度，較佳為90度，然不在此限。接著，在步驟S640中，對第二空間732中之第一混合物770進性一光學量測。在一實施例中，步驟S640係以660nm波長的光，量測第二空間732中的第一混合物770的光學密度。接著，參考圖6及圖7C，在步驟S650中，將反應卡匣704以逆時針方向轉動，使第一混合物770以圖7C中箭頭所示方向流入反應卡匣704中的第三空間734。在一實施例中，步驟S650的逆時針方向轉動角度為約70度至110度，較佳為90度，然不在此限。

接著，在步驟S660中，搖動反應卡匣704，使第一混合物770與第三空間734中的反應物材料780充分混合及反應而形成一第二混合物770’。接著，參考圖6及圖7D，在步驟S670中，將反應卡匣704以順時針方向轉動，使液態試劑、液態樣品、及反應物材料所形成的第二混合物770’流入反應卡匣704中的第二空間732。在一實施例中，步驟S670的順時針方向轉動角度為約70度至110度，較佳為90度，然不在此限。接著，在步驟S680中，對在第二空間732中之第二混合物770’進行與步驟S640相同的光學量測。在一實施例中，步驟S680係以660nm波長的光，量測第二空間732中之第二混合物770’的光學密度。步驟S640及S680所量測的光訊號可轉換為電訊號，並進行後續的分析及比較程序，以據此推算出液態樣品中特定成分的比例或濃度。由於步驟S640及S680均在第二空間732中進行光學量測，因此可消除例如由反應卡匣之外壁材料所造成之背景雜訊。

接著，參考圖6、7E及7F，在步驟S690中，將反應卡匣704以逆時針方向緩慢地旋轉，使第二混合物770’先流入第三空間734、再流入採樣件702中的吸收區720，而由吸收區720中的吸收材料722所吸收，以避免廢液溢出而造成環境污染或危害人體。在一實施例中，步驟S690的逆時針方向轉動角度為約160度至200度，較佳為180度，然不在此限。

在上述檢測過程中，反應卡匣704的轉動可透過一檢測儀器根據一預定規則而自動地進行，使本發明的液態試劑、液態樣品、及反應物材料可依照預先設定的順序移動至反應卡匣704中的不同空間以及依序進行各種反應及量測步驟。因此，圖6及7A-7F所示之方法可減少使用者直接參與的步驟，舉例來說，使用者不需在檢測過程中進行試劑填加的步驟。另一方面，即使沒有使用檢測儀器而改用手動操作，由於上述實施例中之方法的每次轉動可均為約90度或約180度，因此操作上亦相當簡單而不易出錯。此外，檢測結束後所剩下的廢液，也可輕鬆地藉由轉動反應卡匣704而收集及處理。簡言之，上述實施例中之檢測裝置及檢測方法不但可提高檢測方便性、可避免人為操作的疏失、也可安全且簡便地收集及處理廢液。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100‧‧‧檢測裝置

102‧‧‧採樣件

104‧‧‧反應卡匣

110‧‧‧手持部

112‧‧‧儲存器

114‧‧‧採樣管

120‧‧‧吸收區

122‧‧‧吸收材料

130‧‧‧第一空間

131‧‧‧第一開口

132‧‧‧第二空間

133‧‧‧第二開口

134‧‧‧第三空間

135‧‧‧第三開口

140‧‧‧外壁

142‧‧‧入口

144‧‧‧入口

150．．．內壁

152．．．內壁

154．．．內壁

156．．．內壁

158．．．內壁

160．．．防錯件

400．．．檢測裝置

402．．．採樣件

404．．．反應卡匣

416．．．鋁箔

502．．．採樣件

504．．．反應卡匣

530．．．第一空間

702．．．採樣件

704．．．反應卡匣

720．．．吸收區

722．．．吸收材料

730．．．第一空間

732．．．第二空間

770．．．混合物

770’．．．混合物

780．．．反應物材料

從上述之本發明各實施例的詳細描述，且結合所伴隨之圖式，將能更完全地理解及體會本發明，其中圖式為：

圖1為根據本發明之一實施例繪示之檢測裝置的透視示意圖；

圖2為根據本發明一實施例所繪示之反應卡匣的透視立體圖；

圖3根據本發明一實施例所繪示之反應卡匣的局部放大立體圖；

圖4A及4B分別為依據本發明一實施例之檢測裝置之正視及後視的實物照片所繪製之圖式；圖5為根據本發明一實施例所繪示之一透視示意圖；圖6為根據本發明一實施例所繪示之使用檢測裝置進行液體樣品之檢測的方法流程圖；以及圖7A-7F繪示根據圖6之流程圖所進行之各檢測步驟的示意圖。

100．．．檢測裝置

102．．．採樣件

104．．．反應卡匣

110．．．手持部

112．．．儲存器

114．．．採樣管

120．．．吸收區

122．．．吸收材料

130．．．第一空間

131．．．第一開口

132．．．第二空間

133．．．第二開口

134．．．第三空間

135．．．第三開口

140．．．外壁

142．．．入口

144．．．入口

150．．．內壁

152．．．內壁

154．．．內壁

156．．．內壁

158．．．內壁

160．．．防錯件

Claims (12)

1. 一種用於生化檢測之反應卡匣，包含：一第一空間，用以容納一液體，且具有方向朝上之一第一開口；一第二空間，具有一第二開口，其中該第二開口之方向與該第一開口之方向垂直，其中該第一空間及該第二空間係配置使得當轉動該反應卡匣時，在該第一空間之該液體流動至該第二空間；一第三空間，位於該第一空間之下且具有一第三開口，其中該第三開口之方向與該第一開口之方向相同；以及一內壁，連接該第二開口及該第三開口，以提供該第二空間及該第三空間之間的一液體流通通道。
2. 如請求項1所述之反應卡匣，其中該反應卡匣係由一透明材料所製成。
3. 如請求項1所述之反應卡匣，更包含一外壁，該外壁定義一內部空間，其中該第一空間、該第二空間、該第三空間、及該內壁係設置於該內部空間中，該外壁包含至少一入口於該第一空間之上。
4. 如請求項3所述之反應卡匣，更包含一突出物，連接至該外壁，用以避免該反應卡匣以錯誤方向置入一檢測儀器。
5. 一種用於生化檢測之檢測裝置，包含：如請求項1所述之反應卡匣；以及一採樣件，包含：一採樣管，用以吸取一液態樣品；一吸收區，其內部設置有一吸收材料；以及一儲存器，用以儲存一液態試劑。
6. 如請求項5所述之檢測裝置，其中該採樣件係經由該入口插入該反應卡匣內，且該反應卡匣更包含：一第二內壁，與該第三空間連接，用以提供該第三空間與該吸收區之間之一液體流通通道；以及一第三內壁，設置於該入口之下，用以導引該採樣件插入該反應卡匣。
7. 如請求項5所述之檢測裝置，其中該採樣件之該儲存器係使用一鋁箔進行密封，且該鋁箔於該採樣件插入該反應卡匣的過程移除。
8. 一種使用如請求項5所述之檢測裝置的生化檢測方法，包含以下步驟：(a)　儲存一液態試劑於該儲存器中；(b)　以該採樣管吸取一液體樣品；(c)　插入該採樣件於該反應卡匣中，使該液體樣品及該液態試劑流入該第一空間，其中該液體樣品及該液態試劑係反應形成一第一混合物；(d)　旋轉該反應卡匣使該第一混合物流入該第二空間；(e)　對在該第二空間中之該第一混合物進行一光學量測；(f)　旋轉該反應卡匣使該第一混合物流入該第三空間，其中該液體樣品、該液態試劑、及在該第三空間中之一反應物材料係反應形成一第二混合物；(g)　旋轉該反應卡匣使該第二混合物流入該第二空間；以及(h)　對在該第二空間中之該第二混合物進行該光學量測。
9. 如請求項8所述之生化檢測方法，更包含以下步驟：(i)　旋轉該反應卡匣，使該第二混合物流入該採樣件之該吸收區中。
10. 如請求項9所述之生化檢測方法，其中該步驟(d)係將該反應卡匣以順時針方向轉動而使該第一混合物流入該第二空間，該步驟(f)係將該反應卡匣以逆時針方向轉動而使該第一混合物流入該第三空間，該步驟(g)係將該反應卡匣以順時針方向轉動而使該第二混合物流入該第二空間，以及該步驟(i)係將該反應卡匣以逆時針方向轉動而使該第二混合物流入該採樣件之該吸收區中。
11. 如請求項10所述之生化檢測方法，其中該步驟(d)之順時針方向轉動角度為約70度至110度，該步驟(f)之逆時針方向轉動角度為約70度至110度，該步驟(g)之順時針方向轉動角度為約70度至110度，以及該步驟(i)之逆時針方向轉動角度為約160度至200度。
12. 如請求項8所述之生化檢測方法，在步驟(c)之前更包含以下步驟：塗佈該反應物材料於該第三空間之表面。