專利名稱：收集及稀釋液體樣品的方法和裝置的制作方法
收集及稀釋液體樣品的方法和裝置
背景小的血液樣品經(jīng)常在使用手術(shù)刀或其它鋒利器具形成小的
切口(血液流出的地方)之后收集到。 一旦收集完畢，就能夠分析這些 樣品以于廣泛的用途。血液的成分的分析和量化是為了更好地了解患 者身體狀態(tài)的重要診斷工具。這種制作切口以抽取血液樣品的方法，對于從其身上采集 樣品的人來說明顯地是侵犯性的和痛苦的。令人遺憾的是，合適的非 侵犯性的血液分析技術(shù)目前是不可行的。因此，血液樣品仍舊通過制 作切口以抽取作為樣品的血液的侵犯性的方式獲得。許多患者都需要頻繁地(甚至是每天)采集和分析血液樣品。 一個(gè)眾所周知的示例是由糖尿病人進(jìn)行的葡萄糖水平自我監(jiān)測。許多 用于血液葡萄糖水平的自我監(jiān)測的產(chǎn)品在商業(yè)上是可行的。經(jīng)醫(yī)生建 議并使用這些產(chǎn)品，患者一天若干次地測量血液葡萄糖水平，以作為 監(jiān)測他們成功控制血液糖水平的手段。對許多糖尿病患者而言，無法 規(guī)律地測試血液葡萄糖可能引起組織和器官的損壞，諸如腎衰、失明、 高血壓以及其它嚴(yán)重的并發(fā)癥。其他可能需要規(guī)律地測試其血液的患 者包括晚期腎病患者以及心力衰竭患者。然而，許多患者并不規(guī)律地測試他們的血液，原因僅僅是 現(xiàn)有的監(jiān)測產(chǎn)品可能是復(fù)雜的、不方便的且令人痛苦的。更進(jìn)一步地， 這些產(chǎn)品要求患者掌握技術(shù)和規(guī)則并具有一定的熟練度才能獲取有 用的測量。
概要
—種可用來收集流體樣品的器具(instmment),包括可利用 毛細(xì)作用力收集流體樣品的收集器(collector),以及結(jié)合在器具中用于 稀釋流體樣品的稀釋劑(diluent)的容器(reservoir)。 一種收集流體樣品 的方法，包括使用器具利用毛細(xì)作用力來收集流體樣品；并且在器具 (帶有結(jié)合在器具中的稀釋劑的容器)中稀釋流體樣品。
附圖簡述附圖顯示了本發(fā)明的各種實(shí)施例，并且組成了 iJL明書的一 部分。所顯示的實(shí)施例只不過是本發(fā)明的示例，而并不限制權(quán)利要求 的范圍。

圖1顯示了采集和稀釋血液樣品的常規(guī)系統(tǒng)。
圖2顯示了根據(jù)本文所述原理的器具的一個(gè)示例，其用于 收集和稀釋流體樣品，例如血液樣品。圖3顯示了本文介紹的另一示例性器具，包括用于過濾流 體樣品(當(dāng)將其傳遞到分析設(shè)備時(shí))的過濾器。圖4顯示了本文介紹的另一示例性的器具，其包括柱塞以
用于施加壓力來將收集樣品傳遞到分析設(shè)備。圖5顯示了本文介紹的操作器具的示例性方法的流程圖。
在所有圖中，相同的標(biāo)號(hào)分配給相似的Cf旦不是必然同樣的)元件。
發(fā)明詳述本文介紹了用于釆集例如血液樣品的流體樣品的一種器具 或者說裝置以及方法，其中，利用同一個(gè)器具將已知?jiǎng)┝康南♂寗┗?反應(yīng)劑添加到在相同的器具(用于收集樣品)內(nèi)的已知?jiǎng)┝康臉悠分小?如下面將要詳細(xì)介紹的那樣，這允許操作者更容易收集樣品并且為后 來的分析準(zhǔn)備樣品，而不用像以前的系統(tǒng)那樣需要許多的手工技巧或 設(shè)備。
全血、血液成分、其它體液以及其它的液體一般為(例如)IO 毫升或更少的小樣品由于凝結(jié)、蒸發(fā)以及在微流體系統(tǒng)中由于毛細(xì)作 用力的阻塞而非常難以處理。采集較大的樣品可以改善這些困難。然 而，采集較大的樣品是明顯不利的，尤其是在糖尿病患者的病例中， 其必須相對頻繁地采集血液樣品。因此，混合小的血液樣品或其它的帶有已知量的液體稀釋
劑(或反應(yīng)劑)的樣品成為常用手段。通過將樣品混合進(jìn)稀釋劑或反應(yīng) 劑中，凝結(jié)、蒸發(fā)以及阻塞的問題大大地減少甚至消除了。如這里以 及所附權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語"稀釋劑"將廣泛地用于表示任何混 合血液或其它流體樣品以為后來的分析做準(zhǔn)備的藥劑。在前述系統(tǒng)中，血液樣品典型地由一個(gè)器具收集，然后從 那個(gè)收集器具中被排入另 一容器內(nèi)的一定量的稀釋劑中。圖1顯示了 這種系統(tǒng)。如圖1所示，毛細(xì)管器具50用于收集小的血液樣品。如上所 述， 一般在患者手指上制作切口，然后收集所希望的血液樣品。手指 作為常規(guī)采樣的優(yōu)選部位僅僅是因?yàn)樗菀捉佑|。切口通過手術(shù)刀或切割裝置制作。切割裝置可以采用許多 形式(從普通的針到帶有可更換手術(shù)刀的、彈簧加載的切割裝置)。任 何用于制作切口以及抽取血液樣品的裝置都可以使用。假設(shè)采用預(yù)載彈簧的切割裝置，利用該系統(tǒng)采集血液樣品 的過程將在圖l顯示。第一，患者或醫(yī)生采集樣品，清潔患者手指。 然后，釆集樣品的人通過以下步驟來準(zhǔn)備切割裝置(l)打開蓋子，(2) 放置一次性手術(shù)刀在切割裝置內(nèi)，(3)從鋒利的手術(shù)刀末端打開防護(hù) 罩，(4)把蓋子放回原處，并且(5)在切割裝置內(nèi)設(shè)置類似彈簧的機(jī)構(gòu)(提 供驅(qū)動(dòng)手術(shù)刀進(jìn)入皮膚的力)。這些步驟中的一些或全部可以同時(shí)進(jìn) 行，例如，當(dāng)某人安裝手術(shù)刀時(shí)， 一些切割裝置自動(dòng)設(shè)置它們的彈簧 機(jī)構(gòu)。
然后，采集樣品的人將切割裝置放置在手指上。神經(jīng)末梢 的密度在向手指末端的側(cè)面邊緣的方向上減少。因此，優(yōu)選手指末端 稍靠側(cè)面的位置來制作切口。將切割裝置放置在手指上之后，采集樣 品的人按壓裝置上的按鈕或開關(guān)以釋放手術(shù)刀。彈簧向前驅(qū)動(dòng)手術(shù) 刀，制造小的傷口。在切割之后， 一小滴血液會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在切口位置。這一小 滴通常是2-20毫升的量。如果沒有血液樣品同時(shí)出現(xiàn)，患者可以通過 稍微地按摩或可擠壓手指來"擠奶，，，借此促進(jìn)血液從傷口流出。在另 一種情況下，采集樣品的人必須檢驗(yàn)血液滴并且通過肉眼和經(jīng)驗(yàn)來判 斷血液滴的大小是否能夠提供足夠的血液樣品。如果數(shù)量不足，采集 樣品的人可以繼續(xù)按摩手指或切口位置直到流出充足的血液量。在這點(diǎn)上，采集樣品的人將使用毛細(xì)管器具50(如圖1所示)。 將器具50的末端60與血液滴(已從切口抽取)接觸。延伸進(jìn)器具50的主 體的毛細(xì)管在器具50的末端60開口。 一旦將末端60與血液滴接觸，毛 細(xì)作用力會(huì)把血液抽進(jìn)毛細(xì)管中，借此收集所希望的血液樣品?？梢暤挠浱?hào)(諸如線或其它標(biāo)識(shí))，可以在沿毛細(xì)管53的器具 50上畫出或由其它方式形成。這個(gè)記號(hào)將指示多大的毛細(xì)管部分必須 用血液(樣品)填充以足夠用于后來的分析。下一步，樣品從器具50排出進(jìn)入稀釋劑55中。稀釋劑55盛 在單獨(dú)的管子或小并瓦54中。毛細(xì)管器具50的末端60插入進(jìn)管子54的頂 端。設(shè)置在器具50的頂端的球形物52能夠通過擠壓或泵送而迫使血液 樣品從毛細(xì)管里出來并進(jìn)入管子54內(nèi)的稀釋劑55中。將樣品排到管子內(nèi)的過程需要一些技巧。操作者必須將管 帽從管子上取下(不能使稀釋劑55溢漏)，將器具50插入管子54中并且 將樣品排出進(jìn)入稀釋劑55中。盡管對一些人來說這不困難，但這個(gè)過 程對殘疾人或老年患者來說(一些可能需要自己采集他們的血液用于 頻繁的基本分析的人)可能是困難的。
在樣品在稀釋劑55中稀釋之后，利用傳送吸液管56將稀釋 后的樣品傳送到分析設(shè)備。使用者壓縮可擠壓球形物58,然后將吸液 管的管子插入進(jìn)稀釋后的樣品中。釋放可擠壓球形物58并允許其自然 擴(kuò)展，借此通過中空的管子抽取一定量的稀釋后的樣品并使其進(jìn)入到 吸液管的容器中。然后可以將管子定位以將樣品放進(jìn)合適的分析設(shè)備中。再 次壓縮可擠壓球形物58以通過管子57從容器中排出稀釋后的樣品并 使其進(jìn)入分析設(shè)備中或位于分析設(shè)備上。在糖尿病患者的示例中，可 以從傳送吸液管排出樣品到電子葡萄糖計(jì)的樣品井中。又一次地，使 用傳送吸液管來從管子54抽取傳送流體到分析設(shè)備的過程需要一些 可能對 一 些使用者來說比較困難的技巧。備選地，已經(jīng)發(fā)展了其它的系統(tǒng)，其中未稀釋的樣品排出 到測試盤上，該測試盤包括位于中間的一定量的水稀釋劑及位于試管 (圍繞盤外圍)中的干燥反應(yīng)劑顆粒。然后，離心力(當(dāng)盤旋轉(zhuǎn)時(shí))以及毛 細(xì)作用力會(huì)控制將樣品與稀釋劑以及反應(yīng)劑混合的過程。血漿分離過 程以及容積測量也可以通過盤實(shí)現(xiàn)。將完整的盤插入進(jìn)專門的分析裝置中以引導(dǎo)混合過程并且 引導(dǎo)對所得到的稀釋樣品進(jìn)行的所希望的分析。然而，由于需要測試 盤以及專門的分析設(shè)備以支持測試盤，這個(gè)系統(tǒng)添加了復(fù)雜性以及費(fèi) 用。另外，許多與小樣品相關(guān)的問題，也即凝結(jié)、蒸發(fā)以及阻塞，仍 然可能在提供樣品到測試盤及隨后的稀釋之前或之中發(fā)生。圖2顯示了用于收集流體樣品(例如血液樣品)并且將該樣品 與一定量稀釋劑混合的新穎的毛細(xì)管器具IOO。如圖2所示，器具IOO 包括收集器106,其又包括毛細(xì)管IOI。毛細(xì)管101的直徑可以是大約(例 如)1毫米。當(dāng)將毛細(xì)管101的開口端(在收集器106的末端)與一定量的 液體(例如血液)4妻觸時(shí)，該液體才羊品將通過毛細(xì)作用力抽耳又進(jìn)毛細(xì)管 中。通過這種方式，收集了該液體的所希望的樣品。
液體將持續(xù)抽取進(jìn)毛細(xì)管101中，直到其達(dá)到間斷特征部 (break feature)102。間斷特征部102在毛細(xì)管內(nèi)中斷(disrupt)了毛細(xì)作用 力的作用，使得液體不再進(jìn)一步地邱皮抽取進(jìn)毛細(xì)管101中。間斷特征 部102可以是(例如)毛細(xì)管101到某點(diǎn)(在該點(diǎn)之內(nèi)毛細(xì)力可以起作用) 的擴(kuò)展。可選地，間斷特征部102可以是收集器106中的中斷毛細(xì)力作 用的小孔。該孔可以通過通氣膜覆蓋以防止任何液體從器具中泄漏。 任何其它的中斷毛細(xì)作用力的部件都可以用作間斷特征部102。收集器106典型地由透明材料形成，使得使用者能夠看見樣 品抽取進(jìn)毛細(xì)管106中直到間斷特征部102。間斷特征部102還可以與 可視的線段107或其它設(shè)置在收集器106上的可視標(biāo)識(shí)聯(lián)合使用，使得 使用者在收集樣品時(shí)能夠容易地看見間斷特征部102在哪以及應(yīng)該填 充毛細(xì)管的多少。因此，間斷特征部可以沿毛細(xì)管101具體地定位， 以指示毛細(xì)管中應(yīng)該收集的樣品量(基于后來分析需要的數(shù)量)。器具100還包括由具有一定量和已知量的稀釋劑104填充的 稀釋劑容器103。這種容器103與收集器106的毛細(xì)管101存在流體連通 (fluid communication),其可能帶有閥、可破壞的膜或其它部件以防止 稀釋劑104進(jìn)入毛細(xì)管101(除非在最小的壓力下)這將在下面作更詳細(xì) 的介紹。器具100還包括與稀釋劑容器103存在流體連通的腔體105， 其用于從器具100中將樣品和稀釋劑104排出。在圖2所示示例中，腔 體105是有彈性的且初始填充有一定量空氣或其它氣體或者流體的可 擠壓腔體或可擠壓球形物。在將樣品抽取進(jìn)收集器106的毛細(xì)管101之后，帶有毛細(xì)管
稀釋后的樣品)之上，例如，化學(xué)品分析器的樣品井、測試卡或測試條 等。
然后，使用者壓縮可擠壓腔體105,在來自腔體105的壓力 下排出空氣或其它流體。這個(gè)動(dòng)作向容器中的稀釋劑104施加壓力， 腔體105與稀釋劑容器103存在流體連通。因此稀釋劑104被強(qiáng)迫進(jìn)入并通過毛細(xì)管101 。在迫使稀釋 劑104通過毛細(xì)管101時(shí)，稀釋劑104沖洗(flush)來自毛細(xì)管101的樣品， 同時(shí)自動(dòng)地與樣品混合并稀釋樣品。因此，適當(dāng)稀釋后的樣品從器具 100中排出，預(yù)備用于相應(yīng)的分析設(shè)備。因此，所示的器具100允許方便地收集血液或其它流體的小 樣品，并且可以將該樣品與具有足夠量及已知量的稀釋劑混合以備樣 品分析的需要。器具100的使用者不需要使用稀釋劑混合管、傳送吸 液管、稀釋劑承載測試盤或其它本文介紹的之前系統(tǒng)所需的附加設(shè) 備。而且，器具100和其使用方法比前文所述的可選系統(tǒng)相比，明顯 不需要太多的操作技巧。圖3顯示了器具100的另一可能特征。如圖3所示，在樣品已 經(jīng)抽取進(jìn)收集器106中之后，過濾器107可以設(shè)置在收集器106的末端 上，并且可以設(shè)置在毛細(xì)管101的開口端上。設(shè)計(jì)的過濾器107僅僅用 于傳遞稀釋劑104以及毛細(xì)管中樣品的一種或多種分析所需的成分。例如，收集器106中的樣品可以是全血。如果需要進(jìn)行血漿 分析，而非全血分析，則在收集器106的末端之上設(shè)置合適的過濾器 107。當(dāng)壓縮腔體105時(shí)，這種過濾器107將僅僅傳遞稀釋劑和血漿。 其它的血液成分保留在收集器106內(nèi)。因此，器具100可以方便而容易 地提供用于分析的稀釋后的血漿的樣品，而非對全血樣品。圖4顯示了器具100的另一可能特征。在這個(gè)示例中，器具 用于排出稀釋劑104的腔體不需要是有彈性的容器或可擠壓球形物。 而是如圖4所示把腔體111與柱塞110結(jié)合。向柱塞110施加壓力以減少 空氣或其它流體在腔體l 11中的內(nèi)部容積。借此在壓力下使稀釋劑104 通過收集器106的毛細(xì)管101從容器103排出。
圖5是顯示了本文所介紹的操作器具的示例性方法的流程 圖。如圖5所示，通過毛細(xì)作用力(步驟200)抽取流體樣品進(jìn)入器具的 收集器中。這通過將器具的末端(包括開口的毛細(xì)管)與流體接觸以采 樣來實(shí)現(xiàn)。—旦樣品收集進(jìn)器具中，需要過濾樣品，使得之后僅僅排 出樣品的一種或多種成分以供分析。如果需要過濾(決定201)，就將合 適的過濾器放置在包含樣品的收集器的末端(步驟202)。如果不需要過 濾，就不需要放置過濾下一步，向器具的腔體施加壓力(步驟203)以稀釋樣品并將 稀釋后的樣品排出到分析設(shè)備上。如上所述，向腔體施加壓力可以(例 如)包括壓縮有彈性的腔體或操作設(shè)置在腔體內(nèi)的柱塞。因此，迫使稀釋劑進(jìn)入收集器，其中稀釋劑與樣品混合并 把它從器具沖洗到合適的分析設(shè)備(步驟204)。因此，僅僅使用所介紹 的單一器具，適當(dāng)稀釋后的樣品就排出到分析設(shè)備處，而不需要附加 的設(shè)備或操作這種設(shè)備的復(fù)雜技巧。前文已經(jīng)描述的內(nèi)容僅僅用以顯示和介紹本發(fā)明的實(shí)施 例。并不旨在詳盡地描述本發(fā)明或?qū)⒈景l(fā)明限制于任何精確的已公開 的形式。本發(fā)明可以依據(jù)上面的示例而作廣泛的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于收集流體樣品的器具(50，100)，包括用于利用毛細(xì)作用力來收集所述流體樣品的收集器(106)；以及，結(jié)合在所述器具(50，100)中的用于稀釋所述流體樣品的稀釋劑(55，104)容器(59，103)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器具(50,100),其特征在于，所述稀釋 劑(55,104)容器(59，103)與所述收集器(106)存在流體連通，以在從所述 器具(50,100)排出所述樣品時(shí)將所述稀釋劑(55,104)與所述樣品混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器具(50,100),其特征在于，所述器具 (50,100)還包括沿所述收集器(106)的毛細(xì)管(51，101)設(shè)置的間斷特征 部(102),所述間斷特征部(102)中斷所述毛細(xì)作用力的作用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器具(50,100)，其特征在于，所述器具 (50,100)還包括可移除地設(shè)置在所述收集器(106)上的過濾器，以在從 所述器具(50,100)排出所述樣品時(shí)過濾所述流體樣品。
5. —種收集流體樣品的方法，所述方法包括 利用毛細(xì)作用力，使用器具(50，100)來收集所述流體樣品；并且， 在所述器具(50，100)中稀釋所述流體樣品，所述器具(50，100)帶有結(jié)合在其中的稀釋劑(55，104)容器(59,103)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流體樣品是血。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 利用來自所述容器(59,103)的稀釋劑(55,104)沖洗來自收集器(106)的 所述流體樣品，使得所述樣品由所述稀釋劑(55,104)稀釋。
8. —種制作供收集流體樣品用的器具(50,100)的方法，包括 形成包括毛細(xì)管(51,101)的收集器(106)，以利用毛細(xì)作用力收集所述流體樣品；并且，形成結(jié)合在所述器具(50,100)中的稀釋劑(55,104)容器(59，103),以 稀釋所述流體樣品。
9. 一種用于收集流體樣品的器具(50,100)，包括適合利用毛細(xì)作用力來收集所述流體樣品的收集器(106);以及 與所述收集器(106)存在流體連通的容器(59,103),所述容器 (59,103)適合保持具有預(yù)先選擇量的稀釋劑(55,104),其中，所述稀釋 劑(55，104)從所述器具(50,100)中的排放使所述稀釋劑(55,104)和所述 流體樣品混合。
10. —種用于收集流體樣品的器具(50,100),包括 毛細(xì)管收集器管(54),其具有沿所述管(54)設(shè)置的毛細(xì)管間斷部，所述毛細(xì)管收集器管(54)在所述管(54)內(nèi)中斷毛細(xì)作用力的作用并且 適合收集所述流體樣品；以及與所述毛細(xì)管收集器管(54)存在流體連通的容器(59,103),所述容 器(59，103)適合保持具有預(yù)先選擇量的稀釋劑(55,104);以及受壓的腔體(105,111),所述腔體(105,111)與所述容器(59,103)存在 流體連通，其中，對所述腔體(105,111)的施壓迫使所述稀釋劑(55,104) 進(jìn)入并通過所述毛細(xì)管收集器管(54)，使所述稀釋劑(55,104)和所述流 體樣品混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種收集流體樣品的器具，其包括利用毛細(xì)作用力收集流體樣品的收集器(106)，以及結(jié)合在器具(50，100)中用來稀釋流體樣品的稀釋劑(55，104)容器(59，103)。收集流體樣品的方法包括使用器具(50，100)利用毛細(xì)作用力來收集流體樣品；并且在其中結(jié)合有稀釋劑(55，104)容器(59，103)的器具(50，100)中稀釋流體樣品。
文檔編號(hào)A61B5/15GK101291620SQ200680036433
公開日2008年10月22日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
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