TWI651074B - 粒子凝集混合方法及混合設備 - Google Patents

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Abstract

一種粒子凝集混合方法包含下列步驟：將複數個檢測材料滴入管道構件一端的容置槽；按壓位在管道構件另一端的彈性層；按壓彈性層後，復位彈性層，使得彈性層覆蓋的氣室產生負壓牽引容置槽中的檢測材料沿管道構件的漸擴式管道往氣室的方向移動，並於漸擴式管道中混合，其中漸擴式管道的深度從容置槽往氣室的方向逐漸增大。

Description

粒子凝集混合方法及混合設備
本案是有關於一種粒子凝集混合方法與一種粒子凝集混合設備。
習知利用血液和抗體混合以測得血型的方式大致有三種，包含1.試管立即離心法、2.固相微孔盤方法與3.凝膠管柱凝集法。試管立即離心法是將試管內的血液和抗體混合，若血液有凝集則會聚集成血塊並沉積在試管底部。然而，在使用試管立即離心法進行血型檢測時，需將樣本作前處理，例如離心、清洗與稀釋等步驟，不僅整體檢測時間長，且需充足的血量和抗體劑量才可確保順利檢測。
此外，固相微孔盤方法是將血液與抗體放置在微孔盤內。每個微孔盤邊緣具有凹槽，在長時間搖晃微孔盤後可使血液和抗體混合。若血液有凝集則會聚集成血塊並卡在凹槽；若血液無凝集則血球會集中在微孔中間。然而，此法為半定量檢測故只能粗估，且微孔盤亦有檢測時間長、樣本需前處理等缺點。
凝膠管柱凝集法則是在管柱內填充凝膠，並將血液與抗體放置在凝膠的頂部。利用離心的方法將血液和抗體混合。若血液有凝集則會聚集成血塊卡在凝膠上方或中間；若血液無凝集則血液會被離心到凝膠的底部。然而，具有凝膠管柱的紀錄卡價格昂貴，且需要離心機，亦有檢測時間長、樣本需前處理等缺點。
本發明之一技術態樣為一種粒子凝集混合方法。
根據本發明一實施方式，一種粒子凝集混合方法包含下列步驟：(a)將複數個檢測材料滴入管道構件一端的容置槽；(b)按壓位在管道構件另一端的彈性層；(c)按壓彈性層後，復位彈性層，使得彈性層覆蓋的氣室產生負壓牽引容置槽中的檢測材料沿管道構件的漸擴式管道往氣室的方向移動，並於漸擴式管道中混合，其中漸擴式管道的深度從容置槽往氣室的方向逐漸增大。
在本發明一實施方式中，上述按壓彈性層的速度大於、等於或小於復位彈性層的速度。
在本發明一實施方式中，上述步驟(b)包含程式化按壓裝置以控制其按壓頭的向下速度，以及向下移動該按壓頭來按壓該彈性層。
在本發明一實施方式中，上述粒子凝集混合方法更包含程式化按壓裝置以控制按壓頭的位置與按壓彈性層的次數。
在本發明一實施方式中，上述步驟(c)包含程式化按壓裝置以控制其按壓頭的向上速度，以及向上移動按壓頭來復位彈性層。
在本發明一實施方式中，上述容置槽具有斜面，步驟(c)包含檢測材料沿容置槽的斜面進入漸擴式管道。
本發明之一技術態樣為一種粒子凝集混合設備。
根據本發明一實施方式，一種粒子凝集混合設備包含卡匣、管道構件與彈性層。管道構件內嵌於卡匣中。管道構件具有漸擴式管道，且管道構件的兩端分別具有容置槽與氣室。容置槽具有第一開口，氣室具有第二開口。漸擴式管道位於容置槽與氣室之間且連通容置槽與氣室。漸擴式管道的深度從容置槽往氣室的方向逐漸增大。彈性層覆蓋氣室的第二開口。
在本發明一實施方式中，上述粒子凝集混合設備更包含按壓裝置。按壓裝置具有按壓頭。按壓頭位於彈性層上。按壓裝置被程式化以控制按壓頭向下按壓彈性層的速度與向上復位彈性層的速度。
在本發明一實施方式中，上述按壓裝置包含連接按壓頭的馬達或幫浦。
在本發明一實施方式中，上述容置槽具有斜面。管道構件具有延伸至容置槽的底面，且容置槽的斜面鄰接管道構件的底面。
在本發明一實施方式中，上述容置槽的斜面與管道構件的底面之間夾鈍角。
在本發明一實施方式中，上述漸擴式管道具有上蓋，且此上蓋為透明的。
在本發明上述實施方式中，由於管道構件具有漸擴式管道及與漸擴式管道連通的容置槽與氣室，因此在按壓覆蓋氣室的彈性層後，彈性層可復位，使氣室產生負壓來牽引容置槽中的檢測材料。此外，漸擴式管道的深度是從容置槽往氣室的方向逐漸增大，因此檢測材料不僅可沿漸擴式管道往氣室的方向移動，且能確保檢測材料在漸擴式管道中混合，方便使用者在漸擴式管道的區域觀察混合的檢測材料是否有凝集現象。本發明之粒子凝集混合設備的成本低，不需離心設備即可運作，只需透過按壓彈性層，便可將檢測材料混合，簡化檢測步驟與時間，提升使用上的便利性。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之粒子凝集混合設備100的立體圖。第2圖繪示第1圖之粒子凝集混合設備100沿線段2-2的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，粒子凝集混合設備100包含一卡匣105、一管道構件110與一彈性層120。管道構件110內嵌於卡匣105中。管道構件110具有一漸擴式管道112，且管道構件110的兩端分別具有一容置槽114與一氣室116。管道構件110可以為一體成型，但並不用以限制本發明。
容置槽114具有第一開口117，氣室116具有第二開口118。漸擴式管道112位於容置槽114與氣室116之間，且漸擴式管道112連通容置槽114與氣室116。此外，漸擴式管道112的深度從容置槽114往氣室116的方向逐漸增大，例如靠近容置槽114的漸擴式管道112具有深度D1，靠近氣室116的漸擴式管道112具有深度D2，且深度D2大於深度D1。彈性層120覆蓋氣室116的第二開口118，彈性層120的材質可包含泡棉或橡膠。
在本實施方式中，容置槽114具有一斜面115。管道構件110具有延伸至容置槽114的底面111，且容置槽114的斜面115鄰接管道構件110的底面111。容置槽114的斜面115與管道構件110的底面111之間夾有一鈍角θ。漸擴式管道112具有一上蓋113，且此上蓋113為透明的，方便使用者觀察漸擴式管道112內的凝集現象。
粒子凝集混合設備100還包含按壓裝置130。按壓裝置130具有按壓頭132，及連接按壓頭132的馬達或幫浦134。按壓頭132位於彈性層120上。按壓裝置130被程式化以控制按壓頭132向下按壓彈性層120的速度與向上復位彈性層120的速度。雖然第2圖至第5圖繪示彈性層120是經由按壓裝置130的按壓頭132按壓，但在其他實施方式中，使用者亦可不使用按壓裝置130，而直接用手指按壓彈性層120，合先敘明。
粒子凝集混合設備100可用於ABO血型鑑定、Rh血型鑑定與不規則抗體篩選，但並不用以限制本發明。在以下敘述中，將說明使用粒子凝集混合設備100的粒子凝集混合方法。此外，已敘述過的元件連接關係將不再重複贅述。
第3圖繪示第2圖之容置槽114滴入檢測材料210時的剖面圖。第4圖繪示第3圖之彈性層120按壓時的剖面圖。同時參閱第3圖與第4圖，檢測材料210包含待測材料及鑑別材料，其數量與種類可依使用者需求而定。舉例來說，待測材料可包含生物檢體、食品、環境物質、微生物、或其任意組合，而鑑別材料可包含抗體、抗原、指示劑、染劑、生物標記、或其任意組合。
在使用時，可先將檢測材料210滴入位在管道構件110一端之容置槽114的第一開口117中。接著，按壓位在管道構件110另一端的彈性層120，使氣室116內的空間被壓縮而於漸擴式管道112產生正壓。如此一來，檢測材料210便會往容置槽114第一開口117的方向移動，造成檢測材料210的液面212略為上升，如第4圖所示。在此步驟中，檢測材料210可能已混合而在容置槽114中產生凝集顆粒214。第4圖凝集顆粒214的數量與大小僅為示意，並不用以限制本發明。
在本實施方式中，按壓裝置130(見第1圖)可經程式化來控制按壓頭132的位置、速度與按壓彈性層120的次數。舉例來說，程式化的按壓裝置130可控制按壓頭132向下移動的速度V1來按壓彈性層120。其中速度V1可介於1mm/s至10 mm/s，較佳地為2.50 mm/s至8.33 mm/s，或介於0.1mm/s至1 mm/s，較佳地為0.29 mm/s至0.83 mm/s，但並不用以限制本發明。
第5圖繪示第4圖之彈性層120復位時的剖面圖。同時參閱第4圖與第5圖，在按壓彈性層120後，復位彈性層120，使得彈性層120覆蓋的氣室116產生負壓，進而牽引容置槽114中的檢測材料210沿管道構件110的漸擴式管道112往氣室116的方向移動。如此一來，檢測材料210便可於漸擴式管道112中混合。在此步驟中，檢測材料210已混合在漸擴式管道112中產生凝集顆粒214。第5圖凝集顆粒214的數量與大小僅為示意，並不用以限制本發明。
由於漸擴式管道112的深度從容置槽114往氣室116的方向逐漸增大，因此越靠近氣室116的漸擴式管道112可容納越多的檢測材料210，可確保檢測材料210在漸擴式管道112中混合，而不會進入氣室116，方便使用者在漸擴式管道112的區域觀察混合的檢測材料210是否有凝集現象。粒子凝集混合設備100的成本低，不需離心設備即可運作，只需透過按壓彈性層120，便可將檢測材料210混合，簡化檢測步驟與時間，提升使用上的便利性。
在本實施方式中，程式化的按壓裝置130可控制按壓頭132向上移動的速度V2來復位彈性層120。其中速度V2可介於1mm/s至10 mm/s，較佳地為2.50 mm/s至8.33 mm/s，或介於0.1mm/s至1 mm/s，較佳地為0.29 mm/s至0.83 mm/s，但並不用以限制本發明。
第6圖繪示第5圖之管道構件110對於檢測材料210的滯留體積分布圖。同時參閱第5圖與第6圖，由於容置槽114具有斜面115，因此當檢測材料210被負壓牽引至漸擴式管道112中時，檢測材料210可沿容置槽114的斜面115進入漸擴式管道112，使檢測材料210在管道構件110的容置槽114具有低滯留體積。因此，檢測材料210不易淤積在底面111與斜面115鄰接處附近的區域A，可增加檢測材料210進入漸擴式管道112的比例，使混合更加均勻，進而提升使用者在漸擴式管道112上方判讀的準確度。
第7圖繪示根據本發明一實施方式之管道構件110與其內檢測材料210形成凝集顆粒214、214a後的俯視圖。第7圖之凝集現象為快速按壓彈性層120(見第4圖)且慢速復位彈性層120(見第5圖)的結果。其中，按壓彈性層120的速度V1(見第4圖)介於1mm/s至10 mm/s，較佳地為2.50 mm/s至8.33 mm/s，復位彈性層120的速度V2(見第5圖)介於0.1mm/s至1 mm/s，較佳地為0.29 mm/s至0.83 mm/s。也就是說，按壓彈性層120的速度V1可大於復位彈性層120的速度V2。按壓與復位彈性層120可由程式化之按壓裝置130的按壓頭132(見第1圖)執行。由第7圖可知，較大粒徑的凝集顆粒214a位於容置槽114中。
第8圖繪示根據本發明另一實施方式之管道構件110與其內檢測材料210形成凝集顆粒214後的俯視圖。第8圖之凝集現象為快速按壓彈性層120(見第4圖)且快速復位彈性層120(見第5圖)的結果。其中，按壓彈性層120的速度V1(見第4圖)介於1mm/s至10 mm/s，較佳地為2.50 mm/s至8.33 mm/s，復位彈性層120的速度V2(見第5圖)介於1mm/s至10 mm/s，較佳地為2.50 mm/s至8.33 mm/s。也就是說，按壓彈性層120的速度V1可約等於復位彈性層120的速度V2。按壓與復位彈性層120可由程式化之按壓裝置130的按壓頭132(見第1圖)執行。由第8圖可知，凝集顆粒214均勻分布在漸擴式管道112與容置槽114中。
第9圖繪示根據本發明又一實施方式之管道構件110與其內檢測材料210形成凝集顆粒214、214a後的俯視圖。第9圖之凝集現象為慢速按壓彈性層120(見第4圖)且慢速復位彈性層120(見第5圖)的結果。其中，按壓彈性層120的速度V1(見第4圖)介於0.1mm/s至1 mm/s，較佳地為0.29 mm/s至0.83 mm/s，復位彈性層120的速度V2(見第5圖)介於0.1mm/s至1 mm/s，較佳地為0.29 mm/s至0.83 mm/s。也就是說，按壓彈性層120的速度V1可約等於復位彈性層120的速度V2。按壓與復位彈性層120可由程式化之按壓裝置130的按壓頭132(見第1圖)執行。由第9圖可知，較大粒徑的凝集顆粒214a位於容置槽114中。
第10圖繪示根據本發明再一實施方式之管道構件110與其內檢測材料210形成凝集顆粒214、214a後的俯視圖。第10圖之凝集現象為慢速按壓彈性層120(見第4圖)且快速復位彈性層120(見第5圖)的結果。其中，按壓彈性層120的速度V1(見第4圖)介於0.1mm/s至1 mm/s，較佳地為0.29 mm/s至0.83 mm/s，復位彈性層120的速度V2(見第5圖)介於1mm/s至10 mm/s，較佳地為2.50 mm/s至8.33 mm/s。也就是說，按壓彈性層120的速度V1可小於復位彈性層120的速度V2。按壓與復位彈性層120可由程式化之按壓裝置130的按壓頭132(見第1圖)執行。由第10圖可知，較大粒徑的凝集顆粒214a位於漸擴式管道112中。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧粒子凝集混合設備
105‧‧‧卡匣
110‧‧‧管道構件
111‧‧‧底面
112‧‧‧漸擴式管道
113‧‧‧上蓋
114‧‧‧容置槽
115‧‧‧斜面
116‧‧‧氣室
117‧‧‧第一開口
118‧‧‧第二開口
120‧‧‧彈性層
130‧‧‧按壓裝置
132‧‧‧按壓頭
134‧‧‧馬達或幫浦
210‧‧‧檢測材料
212‧‧‧液面
214、214a‧‧‧凝集顆粒
2-2‧‧‧線段
A‧‧‧區域
V1、V2‧‧‧速度
θ‧‧‧鈍角
第1圖繪示根據本發明一實施方式之粒子凝集混合設備的立體圖。 第2圖繪示第1圖之粒子凝集混合設備沿線段2-2的剖面圖。 第3圖繪示第2圖之容置槽滴入檢測材料時的剖面圖。 第4圖繪示第3圖之彈性層按壓時的剖面圖。 第5圖繪示第4圖之彈性層復位時的剖面圖。 第6圖繪示第5圖之管道構件對於檢測材料的滯留體積分布圖。 第7圖繪示根據本發明一實施方式之管道構件與其內檢測材料形成凝集顆粒後的俯視圖。 第8圖繪示根據本發明另一實施方式之管道構件與其內檢測材料形成凝集顆粒後的俯視圖。 第9圖繪示根據本發明又一實施方式之管道構件與其內檢測材料形成凝集顆粒後的俯視圖。 第10圖繪示根據本發明再一實施方式之管道構件與其內檢測材料形成凝集顆粒後的俯視圖。

Claims (14)

  1. 一種粒子凝集混合方法，包含下列步驟：(a)將複數個檢測材料滴入一管道構件一端的一容置槽；(b)按壓位在該管道構件另一端的一彈性層；以及(c)按壓該彈性層後，復位該彈性層，使得該彈性層覆蓋的一氣室產生一負壓牽引該容置槽中的該些檢測材料沿該管道構件的一漸擴式管道往該氣室的方向移動，並於該漸擴式管道中混合，其中該漸擴式管道的深度從該容置槽往該氣室的方向逐漸增大。
  2. 如請求項1所述之粒子凝集混合方法，其中按壓該彈性層的速度大於復位該彈性層的速度。
  3. 如請求項1所述之粒子凝集混合方法，其中按壓該彈性層的速度等於復位該彈性層的速度。
  4. 如請求項1所述之粒子凝集混合方法，其中按壓該彈性層的速度小於復位該彈性層的速度。
  5. 如請求項1所述之粒子凝集混合方法，其中該步驟(b)包含：程式化一按壓裝置以控制其一按壓頭的向下速度；以及向下移動該按壓頭來按壓該彈性層。
  6. 如請求項5所述之粒子凝集混合方法，更包 含：程式化該按壓裝置以控制該按壓頭的位置與按壓該彈性層的次數。
  7. 如請求項1所述之粒子凝集混合方法，其中該步驟(c)包含：程式化一按壓裝置以控制其一按壓頭的向上速度；以及向上移動該按壓頭來復位該彈性層。
  8. 如請求項1所述之粒子凝集混合方法，其中該容置槽具有一斜面，該步驟(c)包含：該些檢測材料沿該容置槽的該斜面進入該漸擴式管道。
  9. 一種粒子凝集混合設備，包含：一卡匣；一管道構件，內嵌於該卡匣中，該管道構件具有一漸擴式管道，且該管道構件的兩端分別具有一容置槽與一氣室，其中該容置槽具有一第一開口，該氣室具有一第二開口，該漸擴式管道位於該容置槽與該氣室之間且連通該容置槽與該氣室，且該漸擴式管道的深度從該容置槽往該氣室的方向逐漸增大；以及一彈性層，覆蓋該氣室的該第二開口。
  10. 如請求項9所述之粒子凝集混合設備，更包含： 一按壓裝置，具有一按壓頭，該按壓頭位於該彈性層上，其中該按壓裝置被程式化以控制該按壓頭向下按壓該彈性層的速度與向上復位該彈性層的速度。
  11. 如請求項10所述之粒子凝集混合設備，其中該按壓裝置包含連接該按壓頭的馬達或幫浦。
  12. 如請求項9所述之粒子凝集混合設備，其中該容置槽具有一斜面，該管道構件具有延伸至該容置槽的一底面，且該斜面鄰接該底面。
  13. 如請求項12所述之粒子凝集混合設備，其中該容置槽的該斜面與該管道構件的該底面之間夾鈍角。
  14. 如請求項9所述之粒子凝集混合設備，其中該漸擴式管道具有一上蓋，且該上蓋為透明的。
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