利用感應(yīng)加熱來減少生物攜帶的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】公開了用以減少生物攜帶的方法、系統(tǒng)、設(shè)備和機器可讀介質(zhì)。示例性方法包括：產(chǎn)生交變的電磁場；以及將抽吸和分配裝置引入電磁場中。示例性方法還包括：利用電磁場感應(yīng)加熱抽吸和分配裝置，以使抽吸和分配裝置表面上的蛋白質(zhì)或生物實體中的至少一種至少變性或滅活。
【專利說明】利用感應(yīng)加熱來減少生物攜帶的方法和設(shè)備
[0001]相關(guān)申請
本發(fā)明要求于2011年12月28日提交的名稱為“Methods and Apparatus toReduce B1logical Carryover Using Induct1n Heating” 的美國臨時專利申請序列號61/580,913的優(yōu)先權(quán)，并且其全部內(nèi)容通過引用合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開總體涉及醫(yī)學(xué)診斷儀器，更具體地涉及利用感應(yīng)加熱來減少生物攜帶的方法和設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0003]在醫(yī)學(xué)診斷儀器中使用探針，以將樣品和試劑抽吸到樣品管和反應(yīng)容器中和/或從樣品管和反應(yīng)容器分配所述樣品和試劑。當(dāng)重復(fù)使用探針時會增加生物攜帶或交叉污染的可能性。用于防止蛋白質(zhì)交叉污染的一些現(xiàn)有方法需要更換探針。探針更換產(chǎn)生了顯著的浪費并增加了操作成本和時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]圖1是電磁感應(yīng)的示意圖。
[0005]圖2A-C圖示了被感應(yīng)加熱和清洗的示例性抽吸和分配裝置。
[0006]圖3A-E圖示了被感應(yīng)加熱和清洗的另一示例性抽吸和分配裝置。
[0007]圖4是電磁場發(fā)生器的示例性構(gòu)造的示意圖。
[0008]圖5是電磁場發(fā)生器的另一示例性構(gòu)造的示意圖。
[0009]圖6是電磁場發(fā)生器的另一示例性構(gòu)造的示意圖。
[0010]圖7是電磁場發(fā)生器的另一示例性構(gòu)造的示意圖。
[0011]圖8是表示示例性過程的流程圖，可執(zhí)行該過程以實現(xiàn)本文公開的示例性系統(tǒng)。
[0012]圖9圖示可用于實現(xiàn)本文公開的示例性方法、系統(tǒng)和/或設(shè)備的中的任一或全部的示例性處理器平臺。

【具體實施方式】
[0013]自動醫(yī)學(xué)診斷儀器和自動移液管系統(tǒng)使用一個或多個抽吸和/或分配裝置(諸如，例如移液管或探針)，以將樣品(諸如生物樣品)和/或試劑抽吸到反應(yīng)容器(諸如，例如多孔板上的一個或多個孔)中和/或從所述反應(yīng)容器分配樣品和/或試劑。抽吸和/或分配裝置的外表面和內(nèi)表面與樣品和/或試劑接觸，并且在已經(jīng)分配樣品和/或試劑之后樣品和/或試劑的一部分可能剩余在外和/或內(nèi)表面上。抽吸和/或分配裝置的后續(xù)使用可導(dǎo)致樣品攜帶或試劑攜帶。這種攜帶是殘留樣品和/或試劑到另一樣品和/或試劑的轉(zhuǎn)移，這污染了樣品和/或試劑并會導(dǎo)致不準(zhǔn)確的分析或診斷。
[0014]一些系統(tǒng)包括沖洗站，以沖洗抽吸和/或分配裝置的表面。但是，沖洗站需要大量沖洗溶液。此外，抽吸和/或分配裝置的表面的任何缺陷、刮痕、缺口或其它瑕疵或不規(guī)則都會藏匿生物樣品和/或試劑，從而使得在沖洗循環(huán)之后抽吸和/或分配裝置不夠清潔。
[0015]在其它系統(tǒng)中，使用靜電感應(yīng)以將抽吸和/或分配裝置加熱到消毒水平。這類系統(tǒng)經(jīng)由電阻器產(chǎn)生橫跨抽吸和/或分配裝置的非交變電勢(例如，電壓)。這些系統(tǒng)需要相對高的電壓和電流，并因此增加電氣短路的風(fēng)險。此外，這些系統(tǒng)通常加熱整個抽吸和/或分配裝置，并因此不可以僅局部加熱和清潔受污染區(qū)域。此外，電流以不均勻方式沿電阻最小的路徑流過抽吸和/或分配裝置。抽吸和/或分配裝置的包括缺陷、刮痕、凹痕或其它不規(guī)則的表面區(qū)域具有較高的電阻。因此，對生物積聚特別敏感的這些區(qū)域經(jīng)受較少的電流，并由此相比抽吸和/或分配裝置的其它區(qū)域被較少地加熱。因此，通過靜電感應(yīng)被清潔的裝置可能不足以消除生物攜帶。
[0016]在此公開的示例性系統(tǒng)、方法和設(shè)備使用電磁感應(yīng)加熱來清潔抽吸和/或分配裝置。在本文所公開的例子中，利用經(jīng)由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的熱量使抽吸和/或分配裝置表面上的反應(yīng)蛋白和/或其它生物實體滅活和/或變性。生物物質(zhì)的滅活或變性通過減少或消除獨立的反應(yīng)之間的交叉污染而防止生物攜帶。
[0017]通過金屬線圈或任何其它形狀的連續(xù)的導(dǎo)電介質(zhì)來實現(xiàn)感應(yīng)加熱，其中，尺寸和形狀被設(shè)計為提供期望的加熱圖案，通過該期望的加熱圖案，高頻大電流的電信號流動以根據(jù)法拉第感應(yīng)定律在目標(biāo)物體(例如，待清潔的抽吸和/或分配裝置)中感生相反的電流。相反的電流會加熱抽吸和/或分配裝置以及固著到其上的殘留蛋白質(zhì)和/或其它生物物質(zhì)。蛋白質(zhì)和/或其它生物物質(zhì)被加熱至臨界溫度以上，以改變這些材料影響和結(jié)合到其它物體或物質(zhì)的方式，這減少了非計劃反應(yīng)的機會。在此公開的例子降低或消除了單獨的流體移動或反應(yīng)之間發(fā)生污染的可能性，而不需要大量的沖洗、昂貴的涂層或一次性探針。
[0018]在此公開的示例性方法包括產(chǎn)生交變的電磁場并將抽吸和/或分配裝置引入電磁場中。示例性方法還包括:利用電磁場來感應(yīng)地加熱抽吸和/或分配裝置，以使抽吸和/或分配裝置表面上的蛋白質(zhì)或生物實體中的至少一種至少變性或滅活。
[0019]在此公開的一些例子包括在將抽吸和/或分配裝置引入電磁場中之前沖洗抽吸和/或分配裝置。此外，一些例子包括在利用電磁場感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置之后沖洗抽吸和/或分配裝置。在一些例子中，沖洗包括用冷卻沖洗液沖洗以降低抽吸和/或分配裝置的溫度。此外，一些例子包括在利用電磁場來感應(yīng)加熱抽吸和分配裝置期間沖洗所述抽吸和分配裝置。
[0020]在此公開的一些例子包括使用基于抽吸和/或分配裝置的直徑的頻率通過使電流流過導(dǎo)電介質(zhì)來產(chǎn)生電磁場。此外，在此公開的一些例子包括使用基于抽吸和/或分配裝置的外殼或壁的厚度的頻率通過使電流流過導(dǎo)電介質(zhì)來產(chǎn)生電磁場。在一些例子中，導(dǎo)電介質(zhì)包括線圈。在其它例子中，導(dǎo)電介質(zhì)包括任何其它形狀的連續(xù)的導(dǎo)電介質(zhì)，其中，尺寸和形狀被設(shè)計為提供期望的加熱圖案。
[0021]在所公開的例子中的一些中，抽吸和/或分配裝置上升和/或下降通過電磁場，以沿抽吸和/或分配裝置的長度來感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置。此外，在一些例子中，外殼的厚度沿抽吸和/或分配裝置的長度改變，在抽吸和/或分配裝置上升或下降時調(diào)整頻率。
[0022]在本文所公開的一些例子中，僅感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置的一部分。在其它例子中，利用電磁場來感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置包括:經(jīng)由電氣和/或靜電連接來加熱抽吸和/或分配裝置而不直接接觸所述抽吸和分配裝置。
[0023]在一些例子中,產(chǎn)生交變的電磁場包括:利用標(biāo)準(zhǔn)的壁裝電插座。此外,公開的例子中的一些包括:將沖洗杯放置在抽吸和/或分配裝置與導(dǎo)電介質(zhì)(諸如，例如用于產(chǎn)生電磁場的線圈)之間；以及防止抽吸和分配裝置及導(dǎo)電介質(zhì)直接接觸沖洗杯。
[0024]在此公開的示例性系統(tǒng)包括電磁場發(fā)生器以及要被引入電磁場中并通過電磁場被感應(yīng)加熱的抽吸和/或分配裝置。示例性系統(tǒng)還包括夾設(shè)在電磁場發(fā)生器與抽吸和分配裝置之間以防止它們之間的直接接觸的沖洗杯。在一些示例性系統(tǒng)中，抽吸和分配裝置沒有聯(lián)接到抽吸和分配裝置表面上的電連接器，并且抽吸和分配裝置被電絕緣。
[0025]一些示例性系統(tǒng)還包括沖洗器，以在將抽吸和/或分配裝置引入電磁場中之前和/或利用電磁場來感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置之后沖洗抽吸和/或分配裝置。在一些例子中，沖洗器利用冷卻沖洗液進行沖洗以降低抽吸和/或分配裝置的溫度。
[0026]在一些實施例中，電磁場發(fā)生器包括頻率發(fā)生器和線圈，并且頻率發(fā)生器用以產(chǎn)生流過線圈的頻率可變的電流。頻率基于抽吸和/或分配裝置的直徑而定。此外，在一些例子中，電磁場發(fā)生器包括頻率發(fā)生器和導(dǎo)電介質(zhì)(例如，線圈或任何其它形狀的連續(xù)的導(dǎo)電介質(zhì)，其中尺寸和形狀被設(shè)計為提供期望的加熱圖案)，并且所述頻率發(fā)生器用以產(chǎn)生流過導(dǎo)電介質(zhì)的頻率可變的電流。頻率基于抽吸和/或分配裝置的外殼的厚度而定。
[0027]一些示例性系統(tǒng)包括臂，以使抽吸和分配裝置上升或下降通過電磁場，以沿抽吸和分配裝置的長度來感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置。一些示例性系統(tǒng)包括頻率發(fā)生器以在抽吸和/或分配裝置上升或下降時調(diào)整頻率。在外殼的厚度沿抽吸和/或分配裝置的長度改變所在的部位，可以調(diào)整這種頻率。
[0028]在一些例子中，電磁場僅感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置的一部分。在一些例子中，抽吸和/或分配裝置被加熱，但不直接接觸電連接裝置。在本文所公開的一些示例性系統(tǒng)中，加熱抽吸和/或分配裝置的表面，以使所述表面上的蛋白質(zhì)或生物實體中的至少一種變性或滅活。
[0029]一些示例性系統(tǒng)包括控制器和反饋回路。反饋回路向控制器提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括頻率、阻抗、電磁場中抽吸和分配裝置的存在、電壓讀數(shù)或電流讀數(shù)中的一個或多個，并且所述控制器基于所述數(shù)據(jù)改變頻率以改變電磁場的強度，從而改變抽吸和/或分配裝置的加熱溫度。
[0030]此外還公開了在其上存儲有指令的示例性有形機器可讀介質(zhì)，指令在被執(zhí)行時致使機器產(chǎn)生交變的電磁場并將抽吸和/或分配裝置引入電磁場中。示例性指令進一步致使機器利用電磁場來感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置，以使抽吸和/或分配裝置表面上的蛋白質(zhì)或生物實體中的至少一種變性和/或滅活。
[0031]現(xiàn)在參照附圖，圖1示出了電磁感應(yīng)的示意圖。如圖1所示，線圈100包括沿白色箭頭所示的第一方向流動的高頻交流電流(AC)。線圈100的環(huán)的內(nèi)部形成工作區(qū)102。當(dāng)電流流過線圈100時，交變的磁場104延伸通過工作區(qū)102并圍繞線圈100。工件106 (其例如可代表探針或其他抽吸和/或分配裝置的一部分)可被插入工作區(qū)102中。交變的磁場104在工件106中產(chǎn)生渦電流。渦電流沿與線圈100中的交流電流相反的方向流動，如較大的箭頭所示的。磁滯損失和歐姆加熱會升高工件106的溫度。熱量改變了可存在于工件106表面上的任何蛋白質(zhì)或其它生物實體的結(jié)合性能，以使這類蛋白質(zhì)和生物實體變性和滅活。以上過程對黑色金屬、非磁性金屬和/或其它導(dǎo)電材料同樣適用。
[0032]圖2A-C圖示了在三個操作期間用以降低生物攜帶的示例性系統(tǒng)200的一部分。示例性系統(tǒng)200包括電磁場發(fā)生器202,在本例子中，電磁場發(fā)生器202包括金屬線圈204,諸如，例如銅線圈。線圈204具有第一導(dǎo)線206和第二導(dǎo)線208，以將線圈204電聯(lián)接到電源，諸如，例如AC電源。線圈204的內(nèi)部形成工作區(qū)，一個或多個工件可被放置到工作區(qū)中，如下所述。如聯(lián)系圖1所描述的，當(dāng)電流流過線圈204時，產(chǎn)生磁場并在工件中感生相反的電流。
[0033]示例性系統(tǒng)200還包括示例性沖洗杯210。在本例子中，沖洗杯210是端部開口的噴濺容器，其可由例如玻璃、陶瓷、塑料、電絕緣材料和/或任何其它合適的非金屬材料制成。沖洗杯210包括能夠?qū)_洗液引入沖洗杯210中的入口 212。系統(tǒng)200還包括移液管探針或其它抽吸和/或分配裝置214。在本例子中，抽吸和/或分配裝置214是金屬探針，諸如，例如不銹鋼。在圖2A中，抽吸和/或分配裝置214位于線圈204上方或之外。抽吸和/或分配裝置214包括液體216,其可以是例如樣品、試劑、沖洗溶液或其任何組合。在本例子中，抽吸和/或分配裝置214的外表面被蛋白質(zhì)或生物物質(zhì)218污染。蛋白質(zhì)或生物物質(zhì)218可粘附到外表面的刮痕或其它表面畸形中和/或由于疏水性、離子電荷、靜電電荷、蛋白質(zhì)吸附作用和/或表面能而粘附到外表面。
[0034]在圖2B中，抽吸和/或分配裝置214被降低到?jīng)_洗杯210中，并且線圈204被通電以產(chǎn)生交變的電磁場。在本例子中，沖洗杯210供抽吸和/或分配裝置214插入以防止它們之間的直接接觸。因此利用線圈204遠(yuǎn)程地感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置214，從而防止生物污染。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，可使用標(biāo)準(zhǔn)的抽吸和/或分配裝置(例如，探針)。不需要與抽吸和/或分配裝置配合的電連接器。因此，抽吸和/或分配裝置被電絕緣。電絕緣減少了操作者由于意外(或故意)接觸抽吸和/或分配裝置而受到電擊的機會。僅當(dāng)存在強交變磁場時在抽吸和/或分配裝置中產(chǎn)生電流，并且電流僅產(chǎn)生在抽吸和/或分配裝置的材料中。更具體地，操作者不為在工件(例如，抽吸和/或分配裝置)中產(chǎn)生的電流提供接地路徑，因為僅在即時磁場內(nèi)產(chǎn)生電流，并且電流處于自容納且獨立的回路中。
[0035]線圈204中的電流產(chǎn)生磁場，磁場在抽吸和/或分配裝置214中感生電流。抽吸和/或分配裝置214中的電流產(chǎn)生熱量，從而感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置214。在本例子中，抽吸和/或分配裝置214可被加熱至例如300°C的溫度，并且使任何殘留的蛋白質(zhì)和/或生物物質(zhì)凝固、變性和滅活。低至例如43°C的溫度使一些蛋白質(zhì)變性。300°C焚化大多數(shù)蛋白質(zhì)。溫度可以升得更高得多，包括例如760°C。如果在抽吸和/或分配裝置214上存在刮痕或其它表面畸形，則電流圍繞所述缺陷的根部改變方向，這增加了局部電流密度并因此增加了局部熱量產(chǎn)生，并確保這些區(qū)域被清潔。當(dāng)存在裂縫、刮痕或缺陷時，電流在裂縫、刮痕或缺陷的下方集中并引導(dǎo)，從而使得底部經(jīng)歷增加的加熱，這是污染物可積聚所在的位置。在此操作之前或在此操作期間，可從抽吸和/或分配裝置214分配液體216。
[0036]此外，在所公開的例子中，電磁場僅感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置214的一部分，以提高對抽吸和/或分配裝置214的目標(biāo)清潔并且不需要加熱整個抽吸和/或分配裝置214。例如，僅加熱位于線圈204所限定的工作區(qū)內(nèi)的抽吸和/或分配裝置214的部分。一些示例性系統(tǒng)包括臂(見圖6)，以使抽吸和/或分配裝置214上升或下降通過電磁場，以沿抽吸和/或分配裝置214的長度來感應(yīng)加熱抽吸和/或分配裝置214的不同部分。
[0037]此外，如下面更詳細(xì)地描述的，在一些例子中，流過線圈204的電流根據(jù)在工作區(qū)中的抽吸和/或分配裝置214部分的直徑和/或根據(jù)在工作區(qū)中的抽吸和/或分配裝置214部分的外殼的厚度而改變。在一些例子中，外殼的厚度和/或直徑沿抽吸和/或分配裝置214的長度改變，并且當(dāng)抽吸和/或分配裝置214上升或下降時調(diào)整電流的頻率。
[0038]在一些例子中，存在預(yù)處理過程，諸如，例如在抽吸和/或分配裝置214進入線圈204的工作區(qū)中之前進行預(yù)沖洗，以清潔抽吸和/或分配裝置214的表面。此外，在一些例子中，存在后處理過程，諸如，如圖2C所示的后沖洗。在本例子中，停止向線圈204供電，并且工作中的探針沖洗裝置通過入口 212使沖洗流體220涌入，以沖洗抽吸和/或分配裝置214的外表面，從而去除殘留的蛋白質(zhì)和/或其它生物材料。沖洗流體220具有相對更低的溫度，以降低抽吸和/或分配裝置214的溫度，從而使抽吸和/或分配裝置的溫度返回例如環(huán)境溫度。在圖2B和/或2C的操作之后，抽吸和/或分配裝置214準(zhǔn)備好被再次使用。
[0039]圖3A-E圖示了被感應(yīng)加熱和沖洗的另一個示例性抽吸和/或分配裝置300。抽吸和/或分配裝置300用于運輸樣品或試劑302 (圖3A)。抽吸和/或分配裝置300的外表面和內(nèi)表面包括污染物304 (圖3B)。在一些例子中，沖洗抽吸和/或分配裝置300以去除污染物304，并且抽吸和/或分配裝置300被放置在線圈306的中心(圖3C)。也可以清潔抽吸和/或分配裝置300的內(nèi)部，但可能留存殘留的污染物308 (圖3D)。盡管圖3B-D示出了在預(yù)沖洗步驟以及抽吸/分配期間抽吸和/或分配裝置300位于線圈306內(nèi)以清潔裝置300，但是這些過程或操作可發(fā)生在將抽吸和/或分配裝置300插入線圈306中之前。
[0040]交流電流傳過線圈306 (圖3D)，這產(chǎn)生磁場，磁場在抽吸和/或分配裝置300中感生渦電流。渦電流產(chǎn)生熱量，如以上公開的，用以使抽吸和/或分配裝置300上和/或中的任何污染物變性和滅活。在一些實施例中，提供后沖洗處理以去除碳化的蛋白質(zhì)310(圖3E)或以其它方式使可能殘留在流體通道中的蛋白質(zhì)310滅活和/或脫離和/或冷卻所述抽吸和/或分配裝置300。
[0041]圖4圖示電磁場發(fā)生器400的示例性電路構(gòu)造，其可被包括在例如醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)或?qū)嶒炇易詣踊瘍x器(如自動移液系統(tǒng))中。例子包括主電源402。在本例子中，主電源402是用于整個醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)的同一電源。因此，主電源402的線電壓和頻率與系統(tǒng)的其余部分所使用的相同，并且與從標(biāo)準(zhǔn)壁裝電插座所接收的相同。因此，在本例子中，不存在用于為電磁場發(fā)生器400供電的專用線電壓或高電壓電源。相反，主功率是低電流高電壓功率。示例性發(fā)生器400包括產(chǎn)生操作發(fā)生器400所需的頻率的頻率發(fā)生器404。在本例子中，頻率可以是例如約637kHz。頻率是可調(diào)整的，并且可基于抽吸和/或分配裝置或位于磁場中并被加熱的其它工件的特性而被改變。
[0042]在一些例子中，還可基于試劑和/或樣品的類型調(diào)整所述頻率，包括，例如，抽吸和/或分配裝置的內(nèi)容物在之前是否是血液樣品或者在將要進行的使用中是否將是血液樣品。例如，可基于特定類型樣品所預(yù)期的結(jié)合蛋白質(zhì)的量來調(diào)整頻率。因此，例如，對于“較清潔的溶液”(即，預(yù)期結(jié)合蛋白質(zhì)或其它生物攜帶的量較低的溶液)，可降低頻率/功率。樣品自身不影響抽吸和/或分配裝置中的熱量比率或生成。
[0043]此外，如果例如將要進行的測試對攜帶尤其敏感，則也可調(diào)整頻率。在這類例子中，可調(diào)整頻率，以最大化用于減少和/或消除攜帶的熱量。例如，如果化驗對攜帶特別敏感，則可使用較高和/或最大的可用功率和熱量產(chǎn)生以減少和/或消除攜帶。
[0044]此外，在其它例子中，可調(diào)整頻率以使用用于特定加熱/清潔循環(huán)的最低有效熱量，以減小探針上的材料應(yīng)力、縮短循環(huán)時間和/或最大化能量效率。在一些例子中，基于所抽吸的污染物的量來調(diào)節(jié)功率使用和/或頻率。在這類例子中，較高的功率可用于包括相對更大量的待清潔探針長度的清潔循環(huán)。此外，在一些例子中，較低的功率可用于清潔較小的區(qū)域。在這兩類例子中，即便所使用的功率和所清潔的探針長度會不同，但清潔時間可以一致。此外，在一些例子中，當(dāng)例如要清潔抽吸和/或分配裝置(例如，探針)的小區(qū)域并使用相對更高的功率時，可減少用于清潔的時間并因此減少在電磁場中加熱抽吸和/或分配裝置所花費的時間。在一些例子中，抽吸和/或分配裝置不經(jīng)受在臨界溫度附近的熱量水平，在臨界溫度處，抽吸和/或分配裝置的材料開始展現(xiàn)與熱相關(guān)的問題。此外，頻率的控制和因此熱量水平的控制可用于降低材料應(yīng)力、增加抽吸和/或分配裝置的使用壽命并減少故障。此外，在一些例子中，當(dāng)在感應(yīng)加熱器中(例如，在線圈中)需要較少的功率時，可與標(biāo)稱相關(guān)地增加頻率。這導(dǎo)致當(dāng)驅(qū)動頻率高于共振頻率時在半導(dǎo)體開關(guān)(例如，在此公開的示例性系統(tǒng)400、500、600、700中)上的較少應(yīng)變，這是因為所述開關(guān)不是針對電勢的“硬開關(guān)”。
[0045]示例性發(fā)生器400還包括功率控制器406，以控制在頻率發(fā)生器404所產(chǎn)生的頻率下從主電源402流出的功率流。在本例子中使用方波信號或波形，但也可使用其它波形，包括，例如正弦曲線、三角形或鋸齒形波形。示例性輸入功率可以為約450瓦。
[0046]示例性發(fā)生器400還包括變壓器408。變壓器408逐步降低電壓并增大電流。變壓器408還在共振或振蕩回路410和主電源402之間提供隔離。變壓器408還提供通過放大或減小主電源402和功率控制器406所見的振蕩電路410的阻抗使振蕩電路400與主電源402和功率控制器406電匹配的手段，從而使得發(fā)生器400不會汲取過量的電流。在一些例子中，變壓器408可具有約5.45:1的匝數(shù)比。因此，在本實施例中，變壓器408之后的電流是變壓器408之前的電流的大約5.45倍，并且變壓器408之后的電壓降低至1/5.45。
[0047]振蕩電路410是并聯(lián)電感-電阻-電容(LRC)電路，包括電阻器412 (包括傳輸線的系統(tǒng)的電阻和以下部件的固有電阻)、電感414 (聯(lián)接到變壓器408的線圈416和工作線圈418 二者的電感)和并聯(lián)連接的電容器420，電容器420具有被選擇成使得振蕩電路410在頻率發(fā)生器404的頻率下共振的值。電容器420提供共振電路所需的電容，并且工作線圈418提供電感和振蕩電路410中的電阻中的至少一些。在本例子中，并聯(lián)時電容器420為約0.45 μ F，并且工作線圈418具有約1.4μ H的電感。振蕩電路410進一步增大用于工作線圈418的電流。示例性工作線圈418如上公開地操作，以產(chǎn)生交變的磁場，這得到與由工件產(chǎn)生的磁場相反的磁場，并因此升高位于工作線圈418內(nèi)部的工作區(qū)422內(nèi)的任何工件的表面溫度。在本例子中，變壓器之前的電流為約4.4Α，變壓器之后的電流為約24Α。在本例子中，振蕩電路410將電流進一步增大至約240Α，從而在工作線圈412處引起53.4倍的總電流增加。此外，示例性工作線圈418可升高工件的表面溫度，諸如在小于I秒內(nèi)使抽吸和/或分配裝置升溫0-100°C，在1-2秒內(nèi)升溫0-300°C，在7秒內(nèi)升溫700-800°C。
[0048]存在用于優(yōu)化示例性發(fā)生器400的操作的若干設(shè)計要素，包括，例如，線圈設(shè)計和選擇(電感大小、電阻值、線圈和工件之間的小間隔)、待被加熱的部件(物理尺寸、材料成分)、可獲得的主功率量(電壓、電流)、期望的加熱速率、期望的最高溫度和期望的加熱類型(貫穿加熱、表面加熱)。這些要素影響用于示例性發(fā)生器400的部件，包括，例如，在頻率發(fā)生器404處產(chǎn)生的標(biāo)稱頻率(用于加熱工件)、所需的電容(法拉值和kVAR值)、振蕩電路410的倍增值(Q)、振蕩電路410的相位角(Φ) (cos ( Φ)=1的整功率因數(shù))、變壓器408的比值和位置、電源設(shè)計以及連接線選擇(以最小化雜散電感和壓降)。
[0049]具體地，用于特定工件的頻率取決于工件的期望或物理外殼厚度，并且厚度取決于工件的外徑(假設(shè)是但不限于圓柱形剖面)、壁厚和材料成分。外殼厚度被定義為例如產(chǎn)生約86%的感應(yīng)功率所處的深度。用于管狀或圓柱形工件的最佳深度由以下等式(I)限定。

【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 產(chǎn)生交變的電磁場； 將抽吸和分配裝置引入所述電磁場中；以及 利用所述電磁場來感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置，以使所述抽吸和分配裝置的表面上的蛋白質(zhì)或生物實體中的至少一種至少變性或滅活。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括:在將所述抽吸和分配裝置引入所述電磁場中之前沖洗所述抽吸和分配裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括:在利用所述電磁場來感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置之后沖洗所述抽吸和分配裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述沖洗包括:用冷卻沖洗液沖洗以降低所述抽吸和分配裝置的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括:在利用所述電磁場來感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置期間沖洗所述抽吸和分配裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生所述電磁場包括:利用基于所述抽吸和分配裝置的直徑而定的頻率使電流流過導(dǎo)電介質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述導(dǎo)電介質(zhì)是線圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生所述電磁場包括:利用基于所述抽吸和分配裝置的外殼的厚度而定的頻率使電流流過導(dǎo)電介質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括:使所述抽吸和分配裝置上升或下降通過所述電磁場，以沿所述抽吸和分配裝置的長度來感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述外殼的厚度沿所述抽吸和/或分配裝置的長度改變，并且所述方法進一步包括:在所述抽吸和分配裝置上升或下降時調(diào)整所述頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括:感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置的僅一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生所述交變的電磁場包括:利用標(biāo)準(zhǔn)的壁裝電插座。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括: 將沖洗杯放置在所述抽吸和分配裝置與用于產(chǎn)生所述電磁場的導(dǎo)電介質(zhì)之間；以及 利用所述沖洗杯來防止所述抽吸和分配裝置與所述導(dǎo)電介質(zhì)之間的直接接觸。
14.一種系統(tǒng),包括: 電磁場發(fā)生器； 待被引入電磁場中并待通過電磁場被感應(yīng)加熱的抽吸和分配裝置；以及 沖洗杯，所述沖洗杯夾設(shè)在所述電磁場發(fā)生器與所述抽吸和分配裝置之間以防止它們之間的直接接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進一步包括沖洗器，以在將所述抽吸和分配裝置引入所述電磁場中之前沖洗所述抽吸和分配裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進一步包括沖洗器，以在利用所述電磁場來感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置之后沖洗所述抽吸和分配裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述沖洗器利用冷卻沖洗液進行沖洗以降低所述抽吸和分配裝置的溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述電磁場發(fā)生器包括頻率發(fā)生器和導(dǎo)電介質(zhì)，所述頻率發(fā)生器用以產(chǎn)生流過所述導(dǎo)電介質(zhì)的頻率可變的電流，其中，所述頻率基于所述抽吸和分配裝置的直徑而定。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述導(dǎo)電介質(zhì)是線圈。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述電磁場發(fā)生器包括頻率發(fā)生器和導(dǎo)電介質(zhì)，所述頻率發(fā)生器用以產(chǎn)生流過所述導(dǎo)電介質(zhì)的頻率可變的電流，其中所述頻率基于所述抽吸和分配裝置的外殼的厚度而定。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，進一步包括臂，以使所述抽吸和分配裝置上升或下降通過所述電磁場，從而沿所述抽吸和分配裝置的長度來感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述外殼的厚度沿所述抽吸和分配裝置的長度改變，并且其中，所述電磁場發(fā)生器包括頻率發(fā)生器，所述頻率發(fā)生器在所述抽吸和分配裝置上升或下降時調(diào)整所述頻率。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述電磁場感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置的僅一部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述抽吸和分配裝置的表面被加熱以使所述表面上的蛋白質(zhì)或生物實體中的至少一種變性。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進一步包括控制器和反饋回路，反饋回路向所述控制器提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括頻率、阻抗、所述電磁場中所述抽吸和分配裝置的存在、電壓讀數(shù)或電流讀數(shù)中的一個或多個，并且所述控制器基于所述數(shù)據(jù)改變所述頻率以改變所述電磁場的強度，從而改變所述抽吸和分配裝置的加熱溫度。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述抽吸和分配裝置沒有聯(lián)接到所述抽吸和分配裝置的表面上的電連接器，并且所述抽吸和分配裝置被電絕緣。
27.一種存儲有指令的有形機器可讀介質(zhì)，所述指令在被運行時致使機器執(zhí)行下述操作: 產(chǎn)生交變的電磁場； 將抽吸和分配裝置引入所述電磁場中；以及 利用所述電磁場來感應(yīng)加熱所述抽吸和分配裝置，以使所述抽吸和分配裝置的表面上的蛋白質(zhì)或生物實體中的至少一種至少變性或滅活。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的介質(zhì)，其中，使得所述機器利用基于所述抽吸和分配裝置的直徑而定的頻率來使得電流流過導(dǎo)電介質(zhì)，以產(chǎn)生所述電磁場。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的介質(zhì)，其中，使得所述機器利用基于所述抽吸和分配裝置的外殼的厚度而定的頻率來使得電流流過導(dǎo)電介質(zhì)，以產(chǎn)生所述電磁場。
【文檔編號】B01L9/00GK104136046SQ201280070734
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月28日
【發(fā)明者】B.韋斯頓, J.米切爾 申請人:雅培制藥有限公司