專利名稱：密度相分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來(lái)分離流體樣本的較重成分和較輕成分的裝置和方法。更具體地 說(shuō)，本發(fā)明涉及用來(lái)采集和運(yùn)送液體樣本的裝置和方法，其中，裝置和流體樣本經(jīng)受離心 力，以便引起流體樣本的較重成分與較輕成分的分離。
背景技術(shù)：
診斷化驗(yàn)將會(huì)需要把病人的全血樣本分離成各種組分，如血清或血漿(較輕相組 分)和紅細(xì)胞(較重相組分)。全血樣本典型地借助于靜脈穿刺通過(guò)連結(jié)到注射器或抽真 空的血液采集試管上的套管或針而被采集。在采集之后，血液分離成血清或血漿和紅細(xì)胞 的分離操作通過(guò)在離心機(jī)中轉(zhuǎn)動(dòng)注射器或試管而完成。為了保持分離，隔板必須定位在較 重相組分和較輕相組分之間。這允許被分離的各組分隨后被檢查。各種分離隔板已經(jīng)用在采集裝置中，以劃分在流體樣本的較重相和較輕相之間的 區(qū)域。最廣泛使用的裝置包括觸變凝膠材料，如聚酯凝膠。然而，現(xiàn)有的聚酯凝膠血清分離 試管需要采用特殊制造設(shè)備來(lái)制備凝膠和填充試管。此外，產(chǎn)品的貨架壽命受到限制。經(jīng) 歷一段時(shí)間之后，小球可能從凝膠團(tuán)中釋出，并且進(jìn)入被分離的各相組分中的一者或兩者。 這些小球?qū)?huì)堵塞測(cè)量?jī)x器，所述測(cè)量?jī)x器例如在試管中采集的樣本的臨床檢查期間使用 的儀器探針。此外，市售的凝膠隔板可能與分析物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。相應(yīng)地，如果當(dāng)血液樣本 被取得時(shí)在血液樣本中存在某些藥物，則將會(huì)發(fā)生與凝膠界面的不利化學(xué)反應(yīng)。也已經(jīng)提出某些機(jī)械分離器，在這些機(jī)械分離器中，在流體樣本的較重相和較輕 相之間可采用機(jī)械隔板。常規(guī)的機(jī)械隔板利用在離心操作期間施加的不同浮力和升高重力 而被定位在較重相組分和較輕相組分之間。為了相對(duì)于血漿和血清樣品的適當(dāng)定向，常規(guī) 的機(jī)械分離器典型地要求機(jī)械分離器附接到試管管塞的下側(cè)上，由此使得當(dāng)與血液采集 套具接合時(shí)，通過(guò)裝置或在該裝置周?chē)l(fā)生血液填充。需要用這種附接來(lái)防止在裝運(yùn)、操作 及血液抽取期間分離器的過(guò)早運(yùn)動(dòng)。常規(guī)的機(jī)械分離器通過(guò)在波紋管元件與管塞之間的機(jī) 械互鎖而被附接到試管管塞上。在美國(guó)專利No. 6，803，022和No. 6，479，298中描述了一些 裝置的例子。常規(guī)的機(jī)械分離器存在一些顯著缺陷。如圖1所示，常規(guī)分離器包括用來(lái)提供與 試管或注射器壁38的密封的波紋管34。典型地，波紋管34的至少一部分容納在管塞32 內(nèi)，或者與其相接觸。如圖1所示，隨著針30穿過(guò)管塞32進(jìn)入，波紋管34被壓下。這產(chǎn)生 空穴36，當(dāng)除去針30時(shí)，在該空穴36中將會(huì)匯集血液。這會(huì)導(dǎo)致針間隙問(wèn)題、樣本在管塞 下的匯集、裝置過(guò)早啟動(dòng)-其中在血液采集期間機(jī)械分離器過(guò)早地釋放、溶血、纖維蛋白覆蓋及/或不良的樣本質(zhì)量。此外，早先的機(jī)械分離器由于復(fù)雜的多零件構(gòu)造工藝，制造成本 高，并且制造工藝復(fù)雜。相應(yīng)地，需要一種分離器裝置，該分離器裝置要能與標(biāo)準(zhǔn)取樣設(shè)備兼容，并能減小 或消除常規(guī)分離器的上述問(wèn)題。還需要一種分離器裝置，該分離器裝置要能便于分離血液 樣本，使在離心操作期間樣本的較重相和較輕相的交叉污染被最小化，在存儲(chǔ)和裝運(yùn)期間 不受溫度變化的影響，并且對(duì)于輻射消毒而言是穩(wěn)定的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用來(lái)把流體樣本分離成較高比重相和較低比重相的組件和方法。優(yōu)選 地，本發(fā)明的機(jī)械分離器可以供試管使用，并且該機(jī)械分離器構(gòu)造成能夠在所施加的離心 力的作用下在試管內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以便分離流體樣本的各部分。最優(yōu)選地，試管是樣品采集試管， 該樣品采集試管包括敞開(kāi)端部、封閉端部或相對(duì)端部以及在敞開(kāi)端部與封閉端部或相對(duì)端 部之間延伸的側(cè)壁。側(cè)壁包括外表面和內(nèi)表面，并且試管還包括管塞，該管塞被布置成配合 在具有可重新密封隔膜的試管的敞開(kāi)端部中?？蛇x擇地，試管的兩個(gè)端部可以都是敞開(kāi)的， 并且試管的兩個(gè)端部都可以由彈性體管塞密封。試管的各管塞中的至少一個(gè)管塞可以包括 可用針刺穿的隔膜。機(jī)械分離器可以布置在試管內(nèi)，在頂部管塞與試管的底部之間的位置處。分離器 包括相對(duì)的頂部端部和底部端部，并且包括浮體、平衡器以及可變形波紋管。分離器的各元 件的尺寸和構(gòu)造被設(shè)置成使得分離器獲得一個(gè)整體密度，該整體密度介于流體樣本(如血 液樣本)的各相的密度之間。在一個(gè)實(shí)施例中，用來(lái)在試管內(nèi)把流體樣本分離成第一相和第二相的機(jī)械分離器 包括浮體，具有第一部分和第二部分；和平衡器，繞浮體的一段沿周向布置，并且能夠相 對(duì)于浮體沿縱向移動(dòng)。機(jī)械分離器還包括可變形波紋管，該可變形波紋管限定在第一端部 與第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路。機(jī)械分離器的平衡器與在第一端部與第二端部之間的可 變形波紋管相接合，并且浮體的至少一部分能夠通過(guò)可變形波紋管的第一端部從約束位置 轉(zhuǎn)移到密封位置。浮體的第一部分在約束位置中可以定位在可變形波紋管的內(nèi)部中，浮體 的第一部分在密封位置中可以定位在沿縱向移出可變形波紋管的外部位置處。浮體可以具 有第一密度，并且平衡器可以具有比浮體的第一密度大的第二密度。機(jī)械分離器可以定向成使得浮體的第一部分在約束位置中可以定位在可變形波 紋管的第一端部下方，并且浮體的第一部分在密封位置中可以定位在可變形波紋管的第一 端部上方。隨著浮體和平衡器將相反的力施加在可變形波紋管上，允許浮體被接納在可變 形波紋管內(nèi)，浮體將發(fā)生從約束位置到密封位置的轉(zhuǎn)移。浮體可以包括接合突起，可變形波 紋管可以包括約束肩部。浮體的接合突起可以由約束肩部可釋放地約束在可變形波紋管 內(nèi)。在密封位置中，浮體和可變形波紋管可以形成不透液體的密封。浮體也可以包括頭部分和本體部分。浮體的本體部分可以包括第一段和第二階梯 段，該第一段具有第一直徑，該第二階梯段具有第二直徑，第二直徑大于第一直徑。浮體也 可以由實(shí)心材料制成。平衡器可以包括互鎖凹口，該互鎖凹口用來(lái)容納用于連結(jié)到平衡器上的可變形波 紋管的一部分。平衡器也可以包括外表面，并且限定環(huán)形肩部，該環(huán)形肩部沿周向布置在外表面內(nèi)。選擇性地，可變形波紋管的第一端部的至少一部分可以構(gòu)造成被接納在管塞內(nèi)。 而且，可變形波紋管的第一端部的至少一部分可以被構(gòu)造成，在其中接納管塞的一部分。機(jī)械分離器的浮體可以由聚丙烯制成，平衡器可以由聚對(duì)苯二甲酸乙酯制成，可 變形波紋管可以由熱塑性彈性體制成。在另一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械分離器包括浮體，具有第一部分和第二部分；和平衡 器，繞浮體的一部分沿周向布置，并且能夠相對(duì)于浮體沿縱向移動(dòng)。機(jī)械分離器還包括可變 形波紋管，該可變形波紋管具有敞開(kāi)的第一端部和敞開(kāi)的第二端部，并且限定在所述第一 端部和所述第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路?？勺冃尾y管包括外表面，與平衡器的一部分 相接合；和內(nèi)表面，可釋放地與浮體的一部分相接合。浮體可以具有第一密度，平衡器可以 具有比浮體的第一密度大的第二密度。選擇性地，浮體的至少一部分能夠通過(guò)可變形波紋管的第一端部從約束位置轉(zhuǎn)移 到密封位置。浮體的第一部分在約束位置中可以定位在可變形波紋管的內(nèi)部中，浮體的第 一部分在密封位置中可以定位在沿縱向移出可變形波紋管的外部位置處。隨著浮體和平衡 器將相反的力施加在可變形波紋管上，允許浮體被接納在可變形波紋管內(nèi)，浮體可以發(fā)生 從約束位置到密封位置的轉(zhuǎn)移。機(jī)械分離器可以定向成使得浮體的第一部分在約束位置中 可以定位在可變形波紋管的第一端部下方，并且浮體的第一部分在密封位置中可以定位在 可變形波紋管的第一端部上方。在密封位置中，浮體和可變形波紋管可以形成不透液體的 密封。在一種構(gòu)造中，浮體可以包括接合突起，可變形波紋管可以包括約束肩部。浮體的接 合突起可以由約束肩部可釋放地約束在可變形波紋管內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用來(lái)把流體樣本分離成第一相和第二相的分離組件包括 試管，該試管具有敞開(kāi)端部、封閉端部或相對(duì)端部以及在它們之間延伸的側(cè)壁。還包括管 塞，該管塞適于與試管的敞開(kāi)端部密封接合。管塞限定凹口，并且機(jī)械分離器可釋放地接合 在凹口內(nèi)。機(jī)械分離器包括浮體，具有第一部分和第二部分；和平衡器，繞浮體的一段沿 周向布置，并且能夠相對(duì)于浮體沿縱向移動(dòng)。機(jī)械分離器還包括可變形波紋管，該可變形波 紋管限定在第一端部與第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路。機(jī)械分離器的平衡器與在第一端部 與第二端部之間的可變形波紋管相接合，并且浮體的至少一部分能夠通過(guò)可變形波紋管的 第一端部從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置。浮體的第一部分在約束位置中可以定位在可變形波 紋管的內(nèi)部中，浮體的第一部分在密封位置中可以定位在沿縱向移出可變形波紋管的外部 位置處。浮體可以具有第一密度，平衡器可以具有比浮體的第一密度大的第二密度。分離組件可以定向成使得浮體的第一部分在約束位置中可以定位在可變形波紋 管的第一端部下方，并且浮體的第一部分在密封位置中可以定位在可變形波紋管的第一端 部上方。在可變形波紋管發(fā)生縱向變形時(shí)，浮體可以發(fā)生從約束位置到密封位置的轉(zhuǎn)移。在又一個(gè)實(shí)施例中，一種用來(lái)把流體樣本分離成第一相和第二相的分離組件包括 試管，該試管具有敞開(kāi)端部、封閉端部或相對(duì)端部以及在它們之間延伸的側(cè)壁。還包括管 塞，該管塞適于與試管的敞開(kāi)端部密封接合。管塞限定凹口，并且機(jī)械分離器可釋放地接合 在凹口內(nèi)。機(jī)械分離器包括浮體，具有第一部分和第二部分；和平衡器，繞浮體的一部分 沿周向布置，并且能夠相對(duì)于浮體沿縱向移動(dòng)。機(jī)械分離器還包括可變形波紋管，該可變形 波紋管具有敞開(kāi)的第一端部和敞開(kāi)的第二端部，并且限定在所述第一端部和所述第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路?？勺冃尾y管包括與平衡器的一部分相接合的外表面、和與浮體的 一部分可釋放地相接合的內(nèi)表面。浮體可以具有第一密度，并且平衡器可以具有比浮體的 第一密度大的第二密度。在一種構(gòu)造中，浮體的至少一部分能夠通過(guò)可變形波紋管的第一端部從約束位置 轉(zhuǎn)移到密封位置。浮體的第一部分在約束位置中可以定位在可變形波紋管的內(nèi)部中，浮體 的第一部分在密封位置中可以定位在沿縱向移出可變形波紋管的外部位置處。在可變形波 紋管的縱向變形時(shí)，可以發(fā)生從約束位置到密封位置的轉(zhuǎn)移。在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用來(lái)在試管內(nèi)把流體樣本分離成較輕相和較重相的方法 包括使分離組件經(jīng)受加速轉(zhuǎn)動(dòng)力的步驟，該分離組件具有布置在其中的流體樣本。分離組 件包括試管，該試管具有敞開(kāi)端部、封閉端部或相對(duì)端部以及在它們之間延伸的側(cè)壁。分離 組件還包括管塞，該管塞適于與試管的敞開(kāi)端部密封接合，管塞限定凹口。分離組件還包括 機(jī)械分離器，該機(jī)械分離器可釋放地接合在凹口內(nèi)。機(jī)械分離器包括浮體，具有第一部分 和第二部分；平衡器，繞浮體的一段沿周向布置，并且能夠相對(duì)于浮體沿縱向移動(dòng)；及可變 形波紋管，與側(cè)壁的一部分相接合?？勺冃尾y管限定在第一端部與第二端部之間延伸的 敞開(kāi)通路，平衡器與在第一端部與第二端部之間的可變形波紋管相接合。浮體的至少一部 分能夠通過(guò)可變形波紋管的第一端部從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置。所述方法還包括以下 步驟將機(jī)械分離器與管塞脫開(kāi)；和通過(guò)可變形波紋管的敞開(kāi)通路從機(jī)械分離器內(nèi)排出空 氣，直到機(jī)械分離器浸沒(méi)在流體內(nèi)。所述方法還包括以下步驟拉長(zhǎng)可變形波紋管，以至少 部分地與側(cè)壁分離；和將浮體從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置。本發(fā)明的組件優(yōu)于利用分離凝膠的現(xiàn)有分離產(chǎn)品。具體地說(shuō)，本發(fā)明的組件就最 小化并且不會(huì)干擾由樣本分離生成的分析物而論比凝膠更有利。本發(fā)明的另一種屬性是， 本發(fā)明的組件就使對(duì)于治療性藥品監(jiān)視分析物的干擾最小化而論比現(xiàn)有技術(shù)更有利。本發(fā)明的組件也優(yōu)于現(xiàn)有的機(jī)械分離器，因?yàn)闄C(jī)械分離器的可變形波紋管卡套在 凸臺(tái)上，該凸臺(tái)從管塞的下側(cè)突出，該管塞提供保持和啟動(dòng)負(fù)載控制。這樣，可變形波紋管 在針離開(kāi)管塞的區(qū)域中，不與管塞的下側(cè)直接對(duì)接。因此，通過(guò)從采集針的路徑中取消可變 形波紋管，而使得過(guò)早啟動(dòng)得以最小化。這進(jìn)一步使得樣本在管塞下的匯集、溶血、纖維蛋 白覆蓋及/或不良樣本質(zhì)量等等問(wèn)題得以最小化。另外，本發(fā)明的組件在構(gòu)造期間不要求 復(fù)雜的擠壓工藝，并且可以采用兩次注射(two-Shot)模制工藝。按照本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，一種用來(lái)把流體樣本分離成第一相和第二相的分離 組件包括試管，該試管具有敞開(kāi)端部、相對(duì)端部以及在敞開(kāi)端部和相對(duì)端部之間延伸的側(cè) 壁。分離組件還包括管塞，適于與試管的敞開(kāi)端部密封接合；和機(jī)械分離器，布置在試管 內(nèi)。機(jī)械分離器包括浮體，該浮體具有第一部分和第二部分，浮體具有第一密度。機(jī)械分離 器還包括平衡器，該平衡器繞浮體的一部分布置，并且能夠相對(duì)于浮體沿縱向移動(dòng)，平衡器 具有比浮體的第一密度大的第二密度。機(jī)械分離器還包括與浮體相組接的可變形波紋管， 波紋管具有敞開(kāi)的第一端部和敞開(kāi)的第二端部并且限定在它們之間延伸的敞開(kāi)通路。可 變形波紋管包括與平衡器的一部分相接合的外表面、和與浮體的一部分可釋放地相接合的 內(nèi)表面，其中，當(dāng)分離組件填充有具有局部化密度的流體成分時(shí)，將離心力施加到分離組件 上，該局部化密度的范圍為小于浮體的密度并且大于平衡器的密度，并且其中，足夠的離心 力能夠使波紋管坐置到浮體上。
當(dāng)聯(lián)系附圖閱讀如下詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將更為顯明。


圖1是常規(guī)的機(jī)械分離器的部分剖視側(cè)視圖。圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離組件的分解立體圖，該機(jī)械分離組件 包括管塞、可變形波紋管、平衡器、浮體以及采集試管。圖3是圖2的管塞的剖視前視圖。
圖4是圖2的浮體的立體圖。
圖5是圖2的浮體的前視圖。
圖6是圖2的平衡器的立體圖。
圖7是圖2的平衡器的前視圖。
圖8是沿圖7的線8-8得到的圖2的平衡器的剖視圖。
圖9是沿圖8的剖面IX得到的圖2的平衡器的放大剖視圖。
圖10是圖2的可變形波紋管的前視圖。
圖11是沿圖10的線11-11得到的圖2的可變形波紋管的剖視圖。
圖12是圖2的可變形波紋管的側(cè)視圖。
圖13是沿圖12的線13-13得到的圖2的可變形波紋管的剖視圖。
圖14是在約束位置中的圖2的組合機(jī)械分離器的立體圖。
圖15是在約束位置中與圖2的管塞相接合的組合機(jī)械分離器的剖視圖。
圖16是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的組件的前視圖，該組件包括具有管S
和布置在其中的機(jī)械分離器。圖17是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、圖16的組件的剖視前視圖，該組件具有進(jìn)入 試管內(nèi)部的針、和通過(guò)進(jìn)入試管內(nèi)部的針而提供的一定量的流體。圖18是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、圖17的組件的剖視前視圖，該組件的針在使 用期間從該組件除去，而機(jī)械分離器被定位成與管塞分開(kāi)。圖19是在密封位置中圖2的組合機(jī)械分離器的立體圖。圖20是在密封位置中圖2的組合機(jī)械分離器的前視圖。圖21是沿圖20的線21-21得到的在密封位置中圖2的組合機(jī)械分離器的剖視圖。圖22是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、圖18的組件的剖視前視圖，該組件的機(jī)械分 離器將流體的較小密度部分與流體的較大密度部分相分離。圖23是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可替代的機(jī)械分離器的剖視圖，該機(jī)械分離 器在約束位置中與常規(guī)擋塊相接合。圖M是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離器的剖視圖，該機(jī)械分離器在密封 位置中與圖23的常規(guī)擋塊相脫開(kāi)。圖25是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離器的剖視圖，該機(jī)械分離器在約束 位置中與常規(guī)擋塊和路厄(Luer)軸環(huán)相接合。圖沈是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離器的剖視圖，該機(jī)械分離器在密封 位置中與圖25的常規(guī)擋塊和路厄軸環(huán)相脫開(kāi)。圖27是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離組件的部分剖視部分分解立體圖，該機(jī)械分離組件包括管塞、在密封位置中的機(jī)械分離器、試管插件以及采集試管。圖觀是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離組件的部分剖視前視圖，該機(jī)械分 離組件包括管塞、管塞插件、在約束位置中的機(jī)械分離器以及采集試管。圖四是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離器的剖視圖，該機(jī)械分離器包括浮 體、可變形波紋管以及在約束位置中的平衡器，該可變形波紋管具有保持肩部，該平衡器具 有管塞。圖30是在密封位置中的圖四的機(jī)械分離器的剖視圖。圖31是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離器的剖視圖，該機(jī)械分離器包括可 替代的浮體、可變形波紋管以及在約束位置中的平衡器，該平衡器具有管塞。圖32是在密封位置中的圖31的機(jī)械分離器的剖視圖。圖33是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)械分離器的剖視圖，該機(jī)械分離器包括球 形浮體、可變形波紋管以及在約束位置中的平衡器，該平衡器具有管塞。圖34是在密封位置中的圖33的機(jī)械分離器的剖視圖。
具體實(shí)施例方式為了下文描述的目的，字詞“上部”、“下部”、“右”、“左”、“豎直”、“水平”、“頂部”、
“底部”、“橫向”、“縱向”等空間術(shù)語(yǔ)，如果使用的話，將涉及如在附圖中定向的被描述的實(shí) 施例。然而，要理解，除非有相反的特別規(guī)定，本發(fā)明可以呈現(xiàn)多種可替代的變化和實(shí)施例。 也要理解，在附圖中示出的和本文中描述的具體裝置和實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的例示性實(shí)施 例。如在圖2中的分解立體圖表示的那樣，本發(fā)明的機(jī)械分離組件40包括管塞42以 及機(jī)械分離器44，該機(jī)械分離器44用于與試管46 —道使用，用來(lái)在試管46內(nèi)把流體樣本 分離成第一相和第二相。試管46可以是樣本采集試管，如蛋白學(xué)(proteomics)、分子診斷 學(xué)、化學(xué)樣本試管、血液或其它體液采集試管、凝結(jié)樣本試管、血液學(xué)樣本試管、等。試管46 也可以包含對(duì)于特定試管功能所要求的另外添加劑。例如，試管46可以包含凝塊抑制劑、 凝塊劑、等。這些添加劑可以按顆?；蛞后w形式提供，并且可以噴涂到試管46上，或者位于 試管46的底部處。優(yōu)選地，試管46是抽真空的血液采集試管。試管46可以包括封閉的或 相對(duì)的底部端部48、敞開(kāi)的頂部端部50以及在它們之間延伸的圓筒形側(cè)壁52。圓筒形側(cè) 壁52包括具有內(nèi)徑“a”的內(nèi)表面54，該內(nèi)徑“a”基本均勻地從敞開(kāi)的頂部端部50延伸到 與封閉的底部端部48大體相鄰的位置。試管46可以由如下代表性材料的一種或多于一種制成聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙 酯(PET)、玻璃、或它們的組合。試管46可包括單壁或多壁構(gòu)造。另外，試管46可按用來(lái)得 到適當(dāng)生物樣本的任何實(shí)用尺寸建造。例如，試管46可以具有與常規(guī)大體積試管、小體積 試管、或微試管(microtainer tube)相類(lèi)似的尺寸，如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣。在一個(gè) 具體實(shí)施例中，試管46可以是標(biāo)準(zhǔn)3ml抽真空的血液采集試管、或8. 5ml血液抽吸試管，如 在現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣，該8. 5ml血液抽吸試管具有16mm的直徑和IOOmm的長(zhǎng)度。敞開(kāi)的頂部端部50被構(gòu)造成在其中至少部分地接納管塞42，以形成不透流體的 密封。管塞包括頂部端部56和底部端部58，該底部端部58被構(gòu)造成至少部分地被接納在 試管46內(nèi)。管塞42的與頂部端部56相鄰的部分限定最大外徑，該最大外徑超過(guò)試管46的內(nèi)徑“a”。如圖2-3所示，管塞42在頂部端部56處的部分包括中央凹口 60，該中央凹口 60 限定可刺穿且可重新密封的隔膜。管塞42從底部端部58向下延伸的部分可以從較小直徑 到較大直徑漸變，該較小直徑近似等于、或稍小于試管46的內(nèi)徑“a”，該較大直徑大于試管 46的內(nèi)徑“a”。因而，管塞42的底部端部58可以推進(jìn)到試管46的與敞開(kāi)的頂部端部50 相鄰的部分中。管塞42的固有彈性能夠保證與試管46的圓筒形側(cè)壁52的內(nèi)表面的密封 接合。在一個(gè)實(shí)施例中，管塞42可以由整體模制橡膠或彈性體材料形成，具有能夠與試 管46密封接合的任何適當(dāng)大小和尺寸。管塞42也可以形成為限定底部凹口 62，該底部凹 口 62延伸到底部端部58中。底部凹口 62的尺寸可以設(shè)定成用于接納機(jī)械分離器44的至 少一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，管塞42的底部端部58包括伸出的(graduated)凸臺(tái)部分64， 該凸臺(tái)部分64從管塞42的底部端部58延伸，用來(lái)與機(jī)械分離器44相接合。管塞的漸變 凸臺(tái)部分64可以包括外部隆起68和內(nèi)表面70，該內(nèi)表面70布置在外部隆起68內(nèi)。在一 個(gè)實(shí)施例中，凸臺(tái)部分64可以延伸到機(jī)械分離器44的一部分中。另外，多個(gè)間隔開(kāi)的弧形 凸緣66可以繞底部凹口 62延伸，以在其中至少部分地約束機(jī)械分離器44。在一個(gè)實(shí)施例 中，凸緣66繞底部凹口 62的周邊是連續(xù)的。選擇性地，管塞42可以至少部分地由護(hù)罩(shield)圍繞，例如被可從貝克頓 迪 金森公司(Becton，Dickinson and Company)購(gòu)得的Hemogard Shield 所圍繞，以當(dāng) 將管塞42從試管46除去時(shí)，保護(hù)使用者免于接觸在管塞42中的血液液滴和免于受到潛在 的血液霧化效應(yīng)的影響，如已知的那樣。再參照?qǐng)D2，機(jī)械分離器44包括浮體72、平衡器74以及可變形波紋管76，從而平 衡器74與可變形波紋管76的一部分相接合，并且浮體72也與可變形波紋管76的一部分 相接合。參照?qǐng)D4-5，機(jī)械分離器的浮體72是具有上部端部80和下部端部82的大致管狀 本體。浮體72的上部端部80可以包括頭部部分84，該頭部部分84由接合突起86與下部 端部82分開(kāi)。在一個(gè)實(shí)施例中，頭部部分84由頸部部分88與接合突起86分開(kāi)。浮體72 的下部端部82可以包括本體部分90，該本體部分90具有第一段92、和從第一段92伸出的 第二階梯段94。在一個(gè)實(shí)施例中，第二階梯段94的外徑“b”小于在圖2中示出的試管46的內(nèi)徑 “a”。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一段92的外徑“C”小于第二階梯段94的外徑“b”。頭部部分 84的外徑“d”典型地小于第一段92的外徑“C”或第二階梯段94的外徑“b”。接合突起86 的外徑“e”大于頭部部分84的外徑“d”。在一個(gè)實(shí)施例中，接合突起86的外徑“e”小于第 二階梯段94的外徑“b”。在另一個(gè)實(shí)施例中，外徑“b”和外徑“e”是相同大小。在一個(gè)實(shí)施例中，頭部部分84總體上具有彎曲的形狀，如具有與在圖3中所示的 凸臺(tái)部分64的曲率大致相對(duì)應(yīng)的曲率。在另一個(gè)實(shí)施例中，頭部部分84具有與也在圖3 中所示的凸臺(tái)部分64的內(nèi)表面70的曲率大體相對(duì)應(yīng)的曲率。頭部部分84的曲率可以在 離心操作期間促進(jìn)細(xì)胞或其它生物材料的脫出。浮體72可以繞縱向軸線L大體對(duì)稱。在一個(gè)實(shí)施例中，希望的是，機(jī)械分離器44 的浮體72由一種材料制成，該材料具有的密度小于需被分離成兩相的液體的密度。例如，如果希望將人的血液分離成血清和血漿，那么希望的是，浮體72具有不大于約0. 902gm/cc 的密度。在一個(gè)實(shí)施例中，浮體72可由實(shí)心材料制成，如由聚丙烯制成。如圖6-9所示，機(jī)械分離器44的平衡器74包括上部端部IM和下部端部126，大 致圓筒形段120在它們之間延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，平衡器74包括內(nèi)表面122，該內(nèi)表面 122構(gòu)造成與在圖2中所示的可變形波紋管76的至少一部分相接合。在另一個(gè)實(shí)施例中， 上部端部IM包括凹口 128，該凹口 1 用來(lái)在其中接納也在圖2中所示的可變形波紋管 76的一部分。平衡器74的外徑“j”小于在圖2中所示的試管46的內(nèi)徑“a”，從而，平衡器74可 以在試管46中自由地滑動(dòng)。凹口 128的內(nèi)徑“i”小于平衡器74的外徑“j”，并且可具有適 于接納也在圖2中所示的可變形波紋管76的一部分的任意尺寸。平衡器74的內(nèi)表面122 的內(nèi)徑“k”也大于在圖4-5中所示的浮體72的第二階梯段94的外徑“b”。相應(yīng)地，浮體 72可以在平衡器74的內(nèi)部自由地運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，平衡器繞浮體72的至少一部分 沿周向布置。在又一個(gè)實(shí)施例中，平衡器74能夠相對(duì)于浮體72沿縱向運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，在一個(gè)實(shí)施例中，平衡器72可以包括機(jī)械互鎖凹口 130，該機(jī)械互鎖 凹口 130延伸穿過(guò)大致圓筒形段120，例如在與上部端部IM相鄰處。在另一個(gè)實(shí)施例中， 平衡器72可以包括機(jī)械互鎖凹口 130，該機(jī)械互鎖凹口 130在內(nèi)部壁131內(nèi)用來(lái)與可變形 波紋管76的一部分相接合，如用來(lái)容納用于連結(jié)到其上的可變形波紋管76的一部分。在 另一個(gè)實(shí)施例中，互鎖凹口 130布置在凹口 128中。在一個(gè)實(shí)施例中，希望的是，機(jī)械分離器44的平衡器74由一種材料制成，該材料 具有的密度大于需被分離成兩相的液體的密度。例如，如果希望將人的血液分離成血清和 血漿，那么希望的是，平衡器74具有至少1. 326gm/cc的密度。在一個(gè)實(shí)施例中，平衡器74 具有的密度可以大于在圖4-5中所示的浮體72的密度。在另一個(gè)實(shí)施例中，平衡器74可 以由PET形成。如圖6-9所示，平衡器74的外表面可以形成環(huán)形凹口 134，該環(huán)形凹口 134繞平 衡器72的縱向軸線Ll沿周向布置，并且延伸到圓筒形段120的外表面中。在這個(gè)實(shí)施例 中，環(huán)形凹口 134被構(gòu)造成允許自動(dòng)組裝，以將平衡器74與在圖2中所示的可變形波紋管 76和/或浮體72相接合。如圖10-13所示，機(jī)械分離器44的可變形波紋管76包括上部第一端部136和下 部第二端部138，敞開(kāi)通路142在它們之間延伸。上部第一端部136包括可變形密封部分 140，該可變形密封部分140繞敞開(kāi)通路142沿周向布置，用來(lái)提供與在圖2中所示的試管 46的圓筒形側(cè)壁52的密封接合?？勺冃蚊芊獠糠?40可定位成大體與可變形波紋管76的 上部第一端部136的上表面144相鄰?？勺冃蚊芊獠糠?40可以具有大致圓環(huán)形狀，該圓 環(huán)形狀具有外徑“k”，該外徑“k”在未受偏壓的位置中稍微大于在圖2中所示的試管46的 內(nèi)徑“a”。然而，在可變形波紋管76的上部第一端部136和下部第二端部138上的相反方 向的力將拉長(zhǎng)可變形密封部分140，同時(shí)將外徑“k”減小到小于“a”的尺寸。同樣，敞開(kāi)通 路142具有內(nèi)徑“m”，該內(nèi)徑“m”在未受偏壓的位置中小于在圖5中所示的浮體72的頭部 部分84的外徑“d”。在可變形波紋管76的上部第一端部136和下部第二端部138上的相 反方向的力，將把敞開(kāi)通路的內(nèi)徑“m”增大到超過(guò)也在圖5中示出的浮體72的頭部部分84 的外徑“d”的直徑。
包括可變形密封部分140的可變形波紋管76繞縱向軸線L2是大體對(duì)稱的(可能 設(shè)有突起160的位置例外)，并且可由任何足夠彈性的材料制成，該材料的彈性足以與在圖 2中所示的試管46的圓筒形側(cè)壁52形成不透液體的密封。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋管 76由熱塑性彈性體制成，如由熱塑性聚丙烯制成，并且具有從約0. 020英寸至約0. 050英寸 的近似尺寸厚度。在另一個(gè)實(shí)施例中，整個(gè)波紋管結(jié)構(gòu)70由熱塑性彈性體制成。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋管76的上部第一端部136包括環(huán)形肩部146，該環(huán) 形肩部146延伸到可變形波紋管76的內(nèi)部148中，與可變形密封部分140相鄰。在另一個(gè) 實(shí)施例中，環(huán)形肩部146可以是可變形波紋管76的上部第一端部136的內(nèi)表面152。優(yōu)選 地，環(huán)形肩部146在可變形密封部分140的至少一部分上方沿縱向定位。可選擇地，環(huán)形肩 部146可以是可變形密封部分140的上部部分的內(nèi)表面152。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋 管76包括凹口 150，該凹口 150至少部分地延伸到上部第一端部136的內(nèi)表面152中。凹 口 150可以繞敞開(kāi)通路142沿周向布置，并且可以是連續(xù)凹口或間斷凹口。凹口 150可以 減小可變形波紋管76的彈簧常數(shù)，允許可變形波紋管76借助于所施加的較小力沿縱向變 形。在一個(gè)實(shí)施例中，這可以通過(guò)減小可變形波紋管76的壁截面以形成鉸鏈而實(shí)現(xiàn)。另外，可變形波紋管76的至少一部分，如上部第一端部136，可被構(gòu)造成用來(lái)接納 在管塞42內(nèi)，如接納在也在圖2-3中所示的底部凹口 62內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋 管76的可變形密封部分140的至少一部分被構(gòu)造成能夠被接納在管塞42的底部凹口 62 內(nèi)?？勺冃尾y管76的下部第二端部138包括對(duì)置的懸垂部分154，各懸垂部分巧4 從上部第一端部136向下沿縱向延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)置的懸垂部分巧4連接到下部 端部環(huán)156上，該下部端部環(huán)156繞敞開(kāi)通路142沿周向延伸，并且在可變形密封部分140 下方。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)置的懸垂部分巧4包括至少一個(gè)平衡器互鎖突起158，該平衡器 互鎖突起158從外表面160的一部分延伸?；ユi突起158與在圖6_9中所示的平衡器74 的互鎖凹口 130是可接合的，以將平衡器74固定到可變形波紋管76的在上部第一端部136 與下部第二端部138之間的部分上。選擇性地，平衡器74的互鎖凹口 130可以完全延伸通 過(guò)平衡器74的相對(duì)壁。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋管76的外表面160與在圖6-9中所 示的平衡器74的內(nèi)壁131相固定。在一個(gè)實(shí)施例中，兩次注射模制工藝可以用來(lái)將可變形 波紋管76固定到平衡器74上?？勺冃尾y管76的下部第二端部138也可以包括約束肩部162，該約束肩部162 延伸到可變形波紋管76的內(nèi)部148中。約束肩部162可以定位在對(duì)置的懸垂部分154的 底部端部163處。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋管76的內(nèi)部148被構(gòu)造成，在其中可釋放 地保持在圖4-5中所示的浮體72的至少一部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，約束肩部162被構(gòu)造 成抵靠其約束浮體72的接合突起86，并且尺寸設(shè)定成允許浮體72的一部分(如頭部部分 84)通到可變形波紋管76的內(nèi)部148中。可變形波紋管的與下部第二端部138相鄰的內(nèi)徑 “n” (如在各約束肩部162之間延伸)的尺寸設(shè)定成比敞開(kāi)通路142的內(nèi)徑“m”大，但比在 圖5中所示的浮體72的接合突起86的外徑“e”小。因此，浮體72的一部分(如頭部部分 84)可以被接納和保持在可變形波紋管76的內(nèi)部148中。如圖14-15所示，在約束位置中，本發(fā)明的組合機(jī)械分離器44包括與平衡器74相 接合的可變形波紋管76。浮體72的一部分(如頭部部分84)接合在可變形波紋管76的內(nèi)部148中。浮體72可以通過(guò)浮體72的接合突起86和可變形波紋管76的約束肩部162的 機(jī)械接合，至少部分地固定在可變形波紋管76的內(nèi)部148中。如圖15所示，機(jī)械分離器44在約束位置中可與管塞42的一部分相接合。如所示 的那樣，管塞42的一部分，如凸臺(tái)部分64，至少部分地被接納在可變形波紋管76的敞開(kāi)通 路142內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，凸臺(tái)部分64被接納在可變形波紋管76的上部第一端部136 處的敞開(kāi)通路142內(nèi)，以與其形成不透液體的密封。在約束位置中，浮體72的一部分(如頭部部分84)也可以被接納在敞開(kāi)通路142 內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，浮體72的頭部部分84被接納在可變形波紋管76的下部第二端部 138處的敞開(kāi)通路142內(nèi)。浮體72的尺寸被設(shè)定成使得頭部部分84所具有的外徑“d”大 于在上部第一端部136處可變形波紋管76的敞開(kāi)通路142的內(nèi)徑“m”，如圖13所示。相應(yīng) 地，浮體72的頭部部分84在約束位置中不能穿過(guò)可變形波紋管76的敞開(kāi)通路142。再參照?qǐng)D15，可以將組合機(jī)械分離器44推入到管塞42的底部凹口 62中。這種插 入使得管塞42的凸緣64與可變形波紋管76的上部第一端部136相接合。在插入期間，可 變形波紋管76的上部第一端部136的至少一部分將變形，以適應(yīng)管塞42的輪廓。在一個(gè) 實(shí)施例中，管塞42在機(jī)械分離器44插入到底部凹口 62中期間基本上不變形。如圖16-18所示，機(jī)械分離組件40包括插入到試管46的敞開(kāi)的頂部端部50中的 機(jī)械分離器44和管塞42，從而機(jī)械分離器44和管塞42的底部端部58位于試管46內(nèi)。包 括可變形波紋管76的機(jī)械分離器44將密封地接合試管46的圓筒形側(cè)壁52的內(nèi)部和敞開(kāi) 的頂部端部。如圖17所示，液體樣本由穿刺末端164輸送到試管46，該穿刺末端164穿透管塞 42的頂部端部56的隔膜和凸臺(tái)部分64。僅為了例示目的，液體是血液。血液將流過(guò)管塞 的被刺穿的凸臺(tái)部分64，流過(guò)在圖11和13中所示的可變形波紋管76的敞開(kāi)通路142，越 過(guò)浮體72的頭部部分84，并且流過(guò)在浮體72與可變形波紋管76的下部第二端部138的對(duì) 置的懸垂部分1 之間的間隙。如圖10和13所示，對(duì)置的懸垂部分IM在它們之間形成 液體進(jìn)入?yún)^(qū)域166，以允許來(lái)自穿刺末端164的流體在浮體72與可變形波紋管76之間通 過(guò)，并且進(jìn)入試管46的封閉的底部端部48中，如由箭頭B表示的那樣，抑制了機(jī)械分離器 的過(guò)早啟動(dòng)。如圖18所示，一旦足夠體積的流體已經(jīng)通過(guò)以上描述的穿刺末端164輸送到試管 46，穿刺末端164就可從管塞42除去。在一個(gè)實(shí)施例中，管塞42的至少一部分，如凸臺(tái)部 分64，由自密封材料制成，以便一旦除去穿刺末端164就形成不透液體的密封。機(jī)械分離組 件40然后可以受到加速轉(zhuǎn)動(dòng)力(如離心力)的作用，以分離液體的各相。再參照?qǐng)D16-17，在使用中，采用管塞42約束機(jī)械分離器44 (具體而言是可變形波 紋管76)，直到機(jī)械分離器44經(jīng)受加速轉(zhuǎn)動(dòng)力(例如在離心機(jī)內(nèi))。如圖18所示，在施加諸如離心力之類(lèi)的加速轉(zhuǎn)動(dòng)力時(shí)，血液的各相將開(kāi)始分離成 向試管46的封閉的底部端部58移動(dòng)的較大密度相、和向試管46的頂部端部50移動(dòng)的較 小密度相，被分離的各相在圖22中示出。在離心操作期間，機(jī)械分離器44受到足以使它與 管塞42脫開(kāi)的力。一旦脫開(kāi)，機(jī)械分離器44就沿試管46向液體界面向下行進(jìn)。當(dāng)機(jī)械分 離器44接觸流體且浸沒(méi)在流體中時(shí)，浮體72發(fā)生從約束位置到密封位置的轉(zhuǎn)移。隨著在 機(jī)械分離器44內(nèi)捕獲的空氣通過(guò)可變形波紋管76的敞開(kāi)通路142排出，一旦機(jī)械分離器44接觸流體界面且開(kāi)始浸沒(méi)在流體中，浮體72就開(kāi)始在機(jī)械分離器44內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)。由于 浮體72可以由實(shí)心材料形成，所以在浮體72內(nèi)不會(huì)捕獲空氣，并因而，在浮體72內(nèi)不包括 另外的排氣機(jī)構(gòu)。作為結(jié)果，在浮體72與可變形波紋管76之間的泄漏得以最小化。一旦機(jī)械分離器44被完全浸沒(méi)，浮體72和平衡器74就將相反的力施加在可變形 波紋管76上。作為結(jié)果，可變形波紋管76 (更具體而言是可變形密封部分140)變長(zhǎng)并變 細(xì)，并且向內(nèi)與圓筒形側(cè)壁52的內(nèi)表面同心地間隔開(kāi)。參照?qǐng)D18-22，在機(jī)械分離器44已經(jīng)與管塞42脫開(kāi)并且浸沒(méi)在流體中之后，可變 形密封部分140的外徑“n” (表示在圖13中)減小，允許血液的較輕相成分滑過(guò)可變形密 封部分140并且向上行進(jìn)。同樣，血液的較重相成分可以滑過(guò)可變形密封部分140并且向 下行進(jìn)。如以上提到的那樣，機(jī)械分離器44具有在血液的被分離的各相的密度之間的整體 密度。在所施加的離心加速度被應(yīng)用時(shí)，由于由浮體72和平衡器74施加到可變形波紋管 上的相反的力，可變形波紋管76的敞開(kāi)通路142的內(nèi)徑“m”也發(fā)生變形。這種變形將在圖 13中所示的敞開(kāi)通路142的內(nèi)徑“m”增大到比在圖5中所示的浮體72的頭部部分84的外 徑“d”更大的尺寸，由此允許浮體72的頭部部分84通過(guò)敞開(kāi)通路142。相應(yīng)地，在離心操 作期間，機(jī)械分離器44從在圖14-15中所示的約束位置轉(zhuǎn)移到在圖19-21中所示的密封位 置。參照?qǐng)D19-21，所示的機(jī)械分離器44在密封位置中，它包括可變形波紋管76、平衡 器74以及浮體72。隨著機(jī)械分離器44的可變形波紋管76的敞開(kāi)通路142的內(nèi)徑“m”在 離心操作期間增大，浮體72的頭部部分84可以從中通過(guò)。優(yōu)選地，可變形波紋管76的敞開(kāi) 通路142的內(nèi)徑“m”在離心操作期間不超過(guò)浮體72的接合突起86的外徑“e”。更為優(yōu)選 地，敞開(kāi)通路142的內(nèi)徑“m”在離心操作期間不超過(guò)浮體72的第二階梯段94的外徑“b”。 因?yàn)楦◇w72由自然漂浮材料制成，所以浮體72如由箭頭A指示的那樣被向上推移。一旦離心機(jī)停止，敞開(kāi)通路142的內(nèi)徑“m”就返回到未受偏壓位置，并且在密封位 置中繞頸部部分88接合浮體72。在一個(gè)實(shí)施例中，在密封位置中的可變形波紋管76圍繞 著穿過(guò)敞開(kāi)通路142的浮體72的頸部部分88形成不透液體的密封。在密封位置中，浮體 72的至少一部分，如頭部部分84，被定位在可變形波紋管76外部的位置168處，如在可變 形波紋管76的內(nèi)部148外部的位置168處。在這個(gè)實(shí)施例中，頭部部分84可以定位在外 部位置168處，該外部位置168在密封位置中沿機(jī)械分離器44的縱向軸線L3沿縱向移出 可變形波紋管76。因?yàn)闄C(jī)械分離器44的浮體72浮在流體中，所以當(dāng)機(jī)械分離器44如圖 16-18表示的那樣定向時(shí)，在圖15中所示的約束位置中，浮體72的頭部部分84可以定位在 可變形波紋管76的上部第一端部136下方，并且在圖19-21中所示的密封位置中，定位在 可變形波紋管76的上部第一端部136上方。參照?qǐng)D22，在離心操作和機(jī)械分離器44從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置之后，機(jī)械分 離器44將穩(wěn)定在機(jī)械分離裝置40的試管46內(nèi)的位置中，從而較重相成分170將位于機(jī)械 分離器44與試管46的封閉的底部端部58之間，而較輕相成分172將位于機(jī)械分離器44 與試管50的頂部端部之間。在已經(jīng)達(dá)到這種穩(wěn)定狀態(tài)之后，離心機(jī)將停止，并且可變形波 紋管76，具體地說(shuō)可變形密封部分140，將彈性地返回其未受偏壓狀態(tài)，并且與試管46的圓 筒形側(cè)壁52的內(nèi)部形成密封接合。然后為了分析可以分別地獲取所形成的各液體相。盡管借助于對(duì)于一定構(gòu)造的具體參考已經(jīng)描述了以上發(fā)明，但本發(fā)明可以采用不脫離權(quán)利要求書(shū)的精神的各種可選擇結(jié)構(gòu)。例如，如圖23-M所示，盡管以具有底部凹口和 /或凸臺(tái)部分的管塞為例對(duì)本發(fā)明做了以上描述，但機(jī)械分離器244可構(gòu)造成包括標(biāo)準(zhǔn)管 塞M2，該標(biāo)準(zhǔn)管塞242具有常規(guī)傾斜底部表面M6。在這種構(gòu)造中，具有敞開(kāi)通路243的 可變形波紋管276通過(guò)在試管252的內(nèi)壁250與可變形波紋管276的外表面2M之間的過(guò) 盈配合而被保持在與標(biāo)準(zhǔn)管塞242相鄰的位置中。選擇性地，可以采用在試管252的內(nèi)壁 250中的小環(huán)形突起258，以進(jìn)一步增大在可變形波紋管276與試管252之間的干涉。平衡 器四0與可變形波紋管276的至少一部分相接合。也如圖23-M所示，本發(fā)明也可以采用 各種浮體272構(gòu)造，條件是，浮體272的至少一部分(如頭部部分觀0)能夠從可變形波紋 管276的內(nèi)部?jī)?nèi)的位置(在圖23中所示的約束位置)轉(zhuǎn)移到可變形波紋管276的外部的 位置(在圖M中所示的密封位置)。如圖25- 所示，機(jī)械分離器344可與具有路厄軸環(huán)320的管塞342相接合，該路 厄軸環(huán)320可以接合到管塞342的下側(cè)中。在一個(gè)實(shí)施例中，路厄軸環(huán)320可以卡合到管 塞342的下側(cè)370中。在使用中，當(dāng)機(jī)械分離器344經(jīng)受離心力時(shí)，路厄軸環(huán)320可以與機(jī) 械分離器344 —道從管塞342的下側(cè)370釋放，該機(jī)械分離器344包括可變形波紋管376 ； 平衡器390，與可變形波紋管376的一部分相接合；及浮體372，也與可變形波紋管376的一 部分相接合。在從在圖25中所示的約束位置轉(zhuǎn)移到在圖沈中所示的密封位置時(shí)，機(jī)械分 離器344的浮體372的頭部部分384從至少部分地在可變形波紋管376內(nèi)部的位置轉(zhuǎn)移到 在可變形波紋管376外部的位置，并且進(jìn)入到路厄軸環(huán)320中。如圖27所示，機(jī)械分離器444可以插入到具有試管插件450的試管446中，該機(jī) 械分離器444包括可變形波紋管476 ；平衡器490，與可變形波紋管476的一部分相接合； 及浮體472，也與可變形波紋管476的一部分相接合。試管插件450可以是插入到試管446 中的任何適當(dāng)裝置，如繞機(jī)械分離器444的一部分沿周向布置，以防止機(jī)械分離器444從管 塞442的試管插件450過(guò)早釋放。在一個(gè)實(shí)施例中，試管插件450可繞可變形波紋管476 的一部分沿周向布置，以提供與試管476的另外干涉?？蛇x擇地，如圖觀所示，機(jī)械分離器544可以與擋環(huán)550相接合，該機(jī)械分離器 544包括可變形波紋管576 ；平衡器590，與可變形波紋管576的一部分相接合；及浮體 572，也與可變形波紋管576的一部分相接合，該擋環(huán)550永久地附接到管塞542的下側(cè)。在 一個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋管576在裝運(yùn)和操作期間相對(duì)于管塞542保持固定。擋環(huán)550 的內(nèi)徑“r”具有充分的尺寸，以允許在離心之后用于管塞取樣的穿刺末端(未示出)穿過(guò) 它而進(jìn)入。如圖四-30所示，機(jī)械分離器644也可以包括可變形波紋管676 ；平衡器690，與 可變形波紋管676的一部分相接合；及浮體672，也與可變形波紋管676的一部分相接合。 在這個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋管676在管塞642的凸臺(tái)部分646上偏置。在約束位置中，如 圖四所示，可變形波紋管676的敞開(kāi)通路652的內(nèi)徑“S”被加大，以容納凸臺(tái)部分646。在 密封位置中，如圖30所示，浮體672的頭部部分684通過(guò)敞開(kāi)通路652到達(dá)在可變形波紋 管676外部的位置，并且利用通路652的未受偏壓直徑而被密封在其中。選擇性地，平衡器 690可以包括肩部630，并且浮體672可以包括接合突起632，它們?cè)诩s束位置中在裝運(yùn)期間 用來(lái)將浮體672約束在機(jī)械分離器644內(nèi)。如圖31-32所示，機(jī)械分離器744可以包括可變形波紋管776 ；平衡器790，與可變形波紋管776的一部分相接合；及浮體772，也與可變形波紋管776的一部分相接合。管 塞742可以包括與接觸表面752相鄰的環(huán)750，以在圖31中所示的約束位置中，進(jìn)一步將可 變形波紋管776固定到管塞742上。在這種構(gòu)造中，諸如血液之類(lèi)的流體的引入，使機(jī)械分 離器744的浮體772升高，并且離心力使可變形波紋管776與管塞742分開(kāi)，并且將機(jī)械分 離器744從在圖31中所示的約束位置轉(zhuǎn)移到在圖32中所示的封閉位置?？蛇x擇地，如圖33-34所示，機(jī)械分離器844可以包括可變形波紋管876 ；平衡器 890，與可變形波紋管876的一部分相接合；及大體球形的浮體872。在這個(gè)實(shí)施例中，可變 形波紋管876的敞開(kāi)通路870包括突起882，該突起882與球形浮體872的外徑大體相對(duì) 應(yīng)。在圖33中所示的約束位置中，球形浮體872定位在機(jī)械分離器844的內(nèi)部840內(nèi)。在 圖34中所示的密封位置中，球形浮體872包括第一部分835，該第一部分835至少部分地轉(zhuǎn) 移到機(jī)械分離器844的內(nèi)部840的外部。在一個(gè)實(shí)施例中，球形浮體872與可變形波紋管 876的突起882形成密封。本發(fā)明的機(jī)械分離器包括浮體，隨著浮體和平衡器將相反的力施加到可變形波紋 管上，該浮體能夠從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置，由此允許浮體被接納在可變形波紋管內(nèi)。因 而，在使用中，本發(fā)明的機(jī)械分離器使裝置過(guò)早啟動(dòng)得以最小化，并且通過(guò)在波紋管內(nèi)提供 敞開(kāi)通路而降低在管塞下面的樣本匯集程度。另外，在浮體外部與平衡器內(nèi)部之間的減小 間隙使所捕獲的流體相(如血清和血漿)的損失得以最小化。盡管業(yè)已參照在試管內(nèi)與敞開(kāi)端部相鄰布置的機(jī)械分離器描述了本發(fā)明，但本發(fā) 明也預(yù)期到，機(jī)械分離器可以布置在試管的底部處，如附接到試管的底部上。這種構(gòu)造對(duì)于 血漿用途特別有用，在這些血漿用途中，血液樣本不結(jié)塊，因?yàn)闄C(jī)械分離器能夠在離心操作 期間穿過(guò)樣本向上行進(jìn)。盡管已經(jīng)參照機(jī)械分離器組件和使用方法的幾個(gè)不同實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本 領(lǐng)域的技術(shù)人員可以不脫離本發(fā)明范圍和精神而做出修改和變更。相應(yīng)地，以上詳細(xì)描述 是例示性的，而不是限制性的。例如，盡管以上描述的組件涉及生物樣本試管，但可以使用 其它類(lèi)型的樣本容器。另外，盡管上文已經(jīng)提供了元件的各種構(gòu)造，但應(yīng)該注意，可以采用 其它形狀和尺寸。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械分離器，包括浮體，具有第一部分和第二部分；平衡器，繞所述浮體的一段沿周向布置，并且能夠相對(duì)于所述浮體沿縱向移動(dòng)；及可變形波紋管，限定在第一端部與第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路，所述平衡器與在所 述第一端部與所述第二端部之間的所述可變形波紋管相接合，并且所述浮體的至少一部分 能夠通過(guò)所述可變形波紋管的所述第一端部從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置，其中，所述浮體的所述第一部分在所述約束位置中定位在所述可變形波紋管的內(nèi)部 中，所述浮體的第一部分在所述密封位置中定位在沿縱向移出所述可變形波紋管的外部位 置處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體具有第一密度，并且所述平衡器 具有比所述浮體的所述第一密度大的第二密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述機(jī)械分離器被定向成使得所述浮體 的所述第一部分在約束位置中定位在所述可變形波紋管的所述第一端部下方，并且所述浮 體的所述第一部分在密封位置中定位在所述可變形波紋管的所述第一端部上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，隨著所述浮體和平衡器將相反的力施加 在所述可變形波紋管上，所述浮體發(fā)生從所述約束位置到所述密封位置的轉(zhuǎn)移。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械分離器，其中，從所述約束位置到所述密封位置的轉(zhuǎn)移 還包括使所述浮體在所述可變形波紋管的所述敞開(kāi)通路內(nèi)前進(jìn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體包括接合突起，所述可變形波紋 管包括約束肩部，所述浮體的所述接合突起由所述約束肩部約束在所述可變形波紋管內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體包括頭部分和本體部分，所述本 體部分包括第一段和第二階梯段，該第一段具有第一直徑，該第二階梯段具有第二直徑，所 述第二直徑大于所述第一直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體是實(shí)心的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述平衡器包括互鎖凹口，該互鎖凹口用 來(lái)容納用于連結(jié)到該平衡器上的所述可變形波紋管的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述平衡器包括外表面，并且限定環(huán)形 肩部，該環(huán)形肩部沿周向布置在所述外表面內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述可變形波紋管的所述第一端部的至 少一部分構(gòu)造成被接納在管塞內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)械分離器，其中，所述可變形波紋管的所述第一端部的 至少一部分被構(gòu)造成在其中接納所述管塞的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體和可變形波紋管在密封位置 中形成不透液體的密封。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體包括聚丙烯，所述平衡器包括 聚對(duì)苯二甲酸乙酯，所述可變形波紋管包括熱塑性彈性體。
15.一種機(jī)械分離器，包括浮體，具有第一部分和第二部分；平衡器，繞所述浮體的一部分沿周向布置，并且能夠相對(duì)于所述浮體沿縱向移動(dòng)；及可變形波紋管，具有敞開(kāi)的第一端部和敞開(kāi)的第二端部，并且限定在所述第一端部和 所述第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路，所述可變形波紋管包括外表面，與所述平衡器的一部 分相接合；和內(nèi)表面，可釋放地與所述浮體的一部分相接合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體具有第一密度，所述平衡器具 有比所述浮體的所述第一密度大的第二密度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體的至少一部分能夠通過(guò)所述 可變形波紋管的所述第一端部從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置，其中，所述浮體的所述第一部 分在約束位置中定位在所述可變形波紋管的內(nèi)部中，所述浮體的所述第一部分在密封位置 中定位在沿縱向移出所述可變形波紋管的外部位置處。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的機(jī)械分離器，其中，隨著所述浮體和所述平衡器將相反的 力施加在所述可變形波紋管上，發(fā)生從所述約束位置到所述密封位置的轉(zhuǎn)移。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的機(jī)械分離器，其中，所述機(jī)械分離器被定向成使得所述浮 體的所述第一部分在所述約束位置中定位在所述可變形波紋管的所述第一端部下方，并且 所述浮體的所述第一部分在所述密封位置中定位在所述可變形波紋管的所述第一端部上 方。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體和可變形波紋管在所述密封 位置中形成不透液體的密封。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的機(jī)械分離器，其中，所述浮體包括接合突起，所述可變形 波紋管包括約束肩部，所述浮體的所述接合突起由所述約束肩部約束在所述可變形波紋管 內(nèi)。
22.—種用來(lái)把流體樣本分離成第一相和第二相的分離組件，包括試管，具有敞開(kāi)端部、相對(duì)端部以及在敞開(kāi)端部和相對(duì)端部之間延伸的側(cè)壁；管塞，適于與所述試管的所述敞開(kāi)端部密封接合，所述管塞限定凹口 ；及機(jī)械分離器，可釋放地接合在所述凹口內(nèi)，所述機(jī)械分離器包括浮體，具有第一部分和第二部分，所述浮體具有第一密度；平衡器，繞所述浮體的一段沿周向布置，并且能夠相對(duì)于所述浮體沿縱向移動(dòng)，所述平 衡器具有比所述浮體的所述第一密度大的第二密度；及可變形波紋管，限定在第一端部與第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路，所述平衡器與在所 述第一端部與所述第二端部之間的所述可變形波紋管相接合，并且所述浮體的至少一部分 能夠通過(guò)所述可變形波紋管的所述第一端部從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置，其中，所述浮體的所述第一部分在所述約束位置中定位在所述可變形波紋管的內(nèi)部 中，所述浮體的所述第一部分在所述密封位置中定位在沿縱向移出所述可變形波紋管的外 部位置處。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的分離組件，其中，所述機(jī)械分離器被定向成使得所述浮體 的所述第一部分在所述約束位置中定位在所述可變形波紋管的所述第一端部下方，并且所 述浮體的所述第一部分在所述密封位置中定位在所述可變形波紋管的所述第一端部上方。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的分離組件，其中，所述浮體包括接合突起，所述可變形波紋 管包括約束肩部，所述浮體的所述接合突起由所述約束肩部約束在所述可變形波紋管內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的分離組件，其中，在所述可變形波紋管發(fā)生變形并且所述浮體被接納在所述可變形波紋管的所述通路中時(shí)，發(fā)生從所述約束位置到所述密封位置的 轉(zhuǎn)移。
26.一種用來(lái)把流體樣本分離成第一相和第二相的分離組件，包括試管，具有敞開(kāi)端部、相對(duì)端部以及在敞開(kāi)端部和相對(duì)端部之間延伸的側(cè)壁； 管塞，適于與所述試管的所述敞開(kāi)端部密封接合，所述管塞限定凹口 ；及 機(jī)械分離器，可釋放地接合在所述凹口內(nèi)，所述機(jī)械分離器包括 浮體，具有第一部分和第二部分，所述浮體具有第一密度；平衡器，繞所述浮體的一部分沿周向布置，并且能夠相對(duì)于所述浮體沿縱向移動(dòng)，所述 平衡器具有比所述浮體的所述第一密度大的第二密度；及可變形波紋管，具有敞開(kāi)的第一端部和敞開(kāi)的第二端部，并且限定在所述第一端部和 所述第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路，所述可變形波紋管包括與所述平衡器的一部分相接合 的外表面、和與所述浮體的一部分可釋放地相接合的內(nèi)表面。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的分離組件，其中，所述浮體的至少一部分能夠通過(guò)所述可 變形波紋管的所述第一端部從約束位置轉(zhuǎn)移到密封位置，其中，所述浮體的所述第一部分 在所述約束位置中定位在所述可變形波紋管的內(nèi)部中，所述浮體的所述第一部分在所述密 封位置中定位在沿縱向移出所述可變形波紋管的外部位置處。
28.一種在試管內(nèi)把流體樣本分離成較輕相和較重相的方法，包括如下驟使分離組件經(jīng)受加速轉(zhuǎn)動(dòng)力，該分離組件具有布置在其中的流體樣本，所述分離組件 包括試管，具有敞開(kāi)端部、相對(duì)端部以及在敞開(kāi)端部和相對(duì)端部之間延伸的側(cè)壁； 管塞，適于與所述試管的所述敞開(kāi)端部密封接合，所述管塞限定凹口 ；及 機(jī)械分離器，可釋放地接合在所述凹口內(nèi)，所述機(jī)械分離器包括 浮體，具有第一部分和第二部分；平衡器，繞所述浮體的一段沿周向布置，并且相對(duì)所述于浮體是縱向可移動(dòng)的；及 可變形波紋管，與所述側(cè)壁的一部分相接合，并且限定在第一端部與第二端部之間延 伸的敞開(kāi)通路，所述平衡器與在所述第一端部與所述第二端部之間的所述可變形波紋管相 接合，并且所述浮體的至少一部分能夠通過(guò)所述可變形波紋管的所述第一端部從約束位置 轉(zhuǎn)移到密封位置；將所述機(jī)械分離器與所述管塞脫開(kāi)；通過(guò)所述可變形波紋管的所述敞開(kāi)通路從所述機(jī)械分離器內(nèi)排出空氣，直到所述機(jī)械 分離器浸沒(méi)在所述流體內(nèi)；拉長(zhǎng)所述可變形波紋管，以至少部分地與所述側(cè)壁分離；及 將所述浮體從所述約束位置轉(zhuǎn)移到所述密封位置。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中，在拉長(zhǎng)所述可變形波紋管的步驟期間，所述流 體的較輕相和較重相在所述側(cè)壁與所述可變形波紋管之間通過(guò)。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中，所述浮體的所述第一部分在所述約束位置中 定位在所述可變形波紋管的內(nèi)部中，所述浮體的所述第一部分在所述密封位置中定位在沿 縱向移出所述可變形波紋管的外部位置處。
31.一種用來(lái)把流體樣本分離成第一相和第二相的分離組件，包括試管，具有敞開(kāi)端部、相對(duì)端部以及在敞開(kāi)端部和相對(duì)端部之間延伸的側(cè)壁； 管塞，適于與所述試管的所述敞開(kāi)端部密封接合；及 機(jī)械分離器，布置在所述試管內(nèi)，所述機(jī)械分離器包括 浮體，具有第一部分和第二部分，所述浮體具有第一密度；平衡器，繞所述浮體的一部分布置，并且能夠相對(duì)于所述浮體沿縱向移動(dòng)，所述平衡器 具有比所述浮體的所述第一密度大的第二密度；及可變形波紋管，與所述浮體相組接，所述波紋管具有敞開(kāi)的第一端部和敞開(kāi)的第二端 部，并且限定在所述第一端部和所述第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路，所述可變形波紋管包 括與所述平衡器的一部分相接合的外表面、和與所述浮體的一部分可釋放地相接合的內(nèi)表 面，其中，當(dāng)所述分離組件填充有具有局部化密度的流體成分時(shí)，將離心力施加到分離組件 上，該局部化密度的范圍為小于所述浮體的密度并且大于所述平衡器的密度，并且其中，足 夠的離心力能夠使所述波紋管坐置到所述浮體上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用來(lái)把流體樣本分離成第一相和第二相的機(jī)械分離器。機(jī)械分離器包括浮體，具有第一部分和第二部分；平衡器，繞浮體的一段沿周向布置；及可變形波紋管，限定在第一端部與第二端部之間延伸的敞開(kāi)通路。平衡器能夠相對(duì)于浮體沿縱向移動(dòng)，并且與在第一端部與第二端部之間的可變形波紋管相接合。浮體的至少一部分從約束位置到密封位置通過(guò)波紋管的第一端部是可轉(zhuǎn)移的。浮體的第一部分在約束位置中可定位在可變形波紋管的內(nèi)部中，浮體的第一部分在密封位置中可定位在沿縱向移出可變形波紋管的外部位置處。
文檔編號(hào)B01L3/14GK102149473SQ200980135059
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者C·A·巴特勒斯, C·M·紐比 申請(qǐng)人:貝克頓·迪金森公司