密度相分離裝置制造方法
【專利摘要】公開了一種用于將流體樣品分離為第一相和第二相的機(jī)械分離器。該機(jī)械分離器包括浮子、相對(duì)于浮子能縱向移動(dòng)的壓載組件、和波紋管結(jié)構(gòu)。波紋管結(jié)構(gòu)包括第一端、第二端及位于二者間的可變形波紋管。浮子附接在波紋管結(jié)構(gòu)的第一端的一部分上，壓載組件附接在波紋管結(jié)構(gòu)的第二端的一部分上。附接的浮子和波紋管結(jié)構(gòu)包括二者間的能釋放的干涉接合。浮子具有第一密度，壓載具有高于浮子的所述第一密度的第二密度。
【專利說(shuō)明】密度相分離裝置
[0001] 本申請(qǐng)是名稱為"密度相分離裝置"、國(guó)際申請(qǐng)日為2009年7月21日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)?為PCT/US2009/051286、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00980135038. 7的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0003] 本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)枮?1/082, 365的申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，后者于2008年 7月21日提交，題目為"密度相分離裝置"，其公開的全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004] 本發(fā)明涉及一種用于分離流體樣品的重餾分和輕餾分的裝置和方法。具體而言， 本發(fā)明涉及一種用于采集和運(yùn)輸流體樣品的裝置和方法，該裝置和流體樣品要進(jìn)行離心， 目的是使流體樣品的重餾分與輕餾分分離。

【背景技術(shù)】
[0005] 診斷性檢驗(yàn)可能需要將病人的全血樣品分離為不同的組分，例如血清或血漿（輕 相組分）和紅細(xì)胞（重相組分）。全血樣品一般是通過(guò)靜脈穿刺，利用連接于注射器或真空 采血管的套管或針進(jìn)行采集。樣品采集后，通過(guò)注射器或采血管在離心機(jī)中旋轉(zhuǎn)而完成血 液中血清或血漿和紅細(xì)胞的分離。為了保持分離，在重餾分和輕餾分之間必須設(shè)有屏障，這 允許所分離的組分隨后進(jìn)行檢測(cè)。
[0006] 已有一些分離屏障在采集裝置中得以應(yīng)用，用來(lái)分隔流體樣品的重相和輕相之間 的區(qū)域。最廣泛應(yīng)用的裝置包括觸變性凝膠材料，如聚酯凝膠。然而，現(xiàn)有的聚酯凝膠血清 分離管需要特殊的生產(chǎn)設(shè)備來(lái)制備凝膠和填充管。而且，該產(chǎn)品的儲(chǔ)存期有限。隨著時(shí)間 的推移，凝膠塊可能釋放小球，這些小球可能進(jìn)入已分離的相組分的一種或兩種中。這些小 球可能堵塞測(cè)量?jī)x器，例如對(duì)采集于管中的樣品進(jìn)行臨床檢測(cè)過(guò)程中使用的探針。另外，商 品化的凝膠屏障可能與待測(cè)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。相應(yīng)地，當(dāng)服用某種藥物后該藥物存在于血 液樣品中，就會(huì)與凝膠分界面發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)。
[0007] -些機(jī)械分離器也被推出，在其內(nèi)流體樣品的重相和輕相之間可以應(yīng)用機(jī)械屏 障。利用浮力不同和離心過(guò)程中施加的增加的引力，常規(guī)的機(jī)械屏障位于重相餾分和輕相 餾分之間。為了相對(duì)于血漿和血清樣品正確定向，常規(guī)的機(jī)械分離器通常要求將機(jī)械分離 器固定在管子封閉件下面，其方式使得當(dāng)分離器與血液采集套件接合時(shí)，血液會(huì)經(jīng)過(guò)或者 環(huán)繞裝置發(fā)生填充。這種連接是有必要的，目的是為了防止分離器在運(yùn)輸、操作和抽血的過(guò) 程中提前移動(dòng)。常規(guī)的機(jī)械分離器通過(guò)位于波紋管組件和封閉件之間的機(jī)械互鎖而固定到 管子封閉件上。示例裝置如美國(guó)專利中所描述，專利號(hào)為6, 803, 022和6, 479, 298。
[0008] 常規(guī)的機(jī)械分離器有明顯的缺點(diǎn)。如圖1所示，常規(guī)的分離器包括波紋管34,用于 提供與管或注射器壁38的密封。通常，至少部分波紋管34被容納在封閉件32內(nèi)或者與該 封閉件接觸。如圖1所示，當(dāng)針30穿過(guò)封閉件32進(jìn)入時(shí)，波紋管34被壓下，這就產(chǎn)生了縫 隙36,當(dāng)針30移去時(shí)，血液可能在所述縫隙中淤積。這將導(dǎo)致針間隙問(wèn)題、導(dǎo)致樣品在封閉 件下淤積、導(dǎo)致在血液采集過(guò)程中機(jī)械分離器提前釋放的裝置提前起動(dòng)、導(dǎo)致溶血、纖維蛋 白懸垂和/或樣品質(zhì)量差。另外，由于復(fù)雜的多部分生產(chǎn)技術(shù)，早先的機(jī)械分離器不僅價(jià)格 昂貴而且制造復(fù)雜。
[0009] 因此，既存在這樣的需求，要求分離裝置既能與標(biāo)準(zhǔn)的采樣設(shè)備相匹配，又能減少 或者消除前述常規(guī)的分離器存在的問(wèn)題。也存在這樣的需求，要求分離裝置在分離血液樣 品時(shí)易于使用、在離心過(guò)程中樣品的重相和輕相的交叉污染最小、在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中與 溫度無(wú)關(guān)，而且對(duì)輻射消毒穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明針對(duì)一種裝置和方法，用于將流體樣品分離為高比重相和低比重相。理想 地，本發(fā)明的機(jī)械分離器可以與管一起使用，而且在離心力的作用下，該機(jī)械分離器被構(gòu)造 為能在管中移動(dòng)，以便將流體樣品的各部分分離。優(yōu)選地，所述管是樣品采集管，包括開放 端、封閉端或者對(duì)側(cè)端、和在開放端和封閉端或?qū)?cè)端之間延伸的側(cè)壁。側(cè)壁包括外表面和 內(nèi)表面，管還包括封閉件，該封閉件安裝在帶有可重新密封隔膜的管的開放端。或者，管的 兩端都可以是開放的，而且管的兩端可以由彈性體封閉件密封。管的至少一個(gè)封閉件可以 帶有可穿透的、可重新密封的隔膜。
[0011] 機(jī)械分離器可以設(shè)置在管內(nèi)，位于頂部封閉件和管底部之間。分離器包括相對(duì)的 頂端和底端，還包括浮子、壓載組件和波紋管結(jié)構(gòu)。分離器各部件的尺寸和構(gòu)造要使分離器 的整體密度介于流體樣品（例如血液樣品）的各相密度之間。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械分離器適用于將管中的流體樣品分離為第一相和第二相。 該機(jī)械分離器包括浮子、相對(duì)于浮子可縱向移動(dòng)的壓載組件、和波紋管結(jié)構(gòu)。波紋管結(jié)構(gòu)包 括第一端、第二端及位于二者間的可變形波紋管。浮子可以連在波紋管結(jié)構(gòu)的部分第一端 上，壓載組件可以連在波紋管結(jié)構(gòu)的部分第二端上。附接的浮子和波紋管結(jié)構(gòu)還包括二者 間的可釋放干涉接合。浮子可以具有第一密度，壓載可以具有高于浮子第一密度的第二密 度?？舍尫鸥缮娼雍峡梢詷?gòu)造為當(dāng)浮子經(jīng)受的離心力超過(guò)至少250g時(shí)釋放。
[0013] 機(jī)械分離器的可釋放干涉接合在波紋管結(jié)構(gòu)發(fā)生縱向變形時(shí)可以釋放。波紋管結(jié) 構(gòu)也可限定一個(gè)內(nèi)部，浮子可以被可釋放性地保持在波紋狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的一部分之中。波 紋狀結(jié)構(gòu)還可以包括內(nèi)凸緣，浮子的至少一部分可以通過(guò)內(nèi)凸緣保持在第一端的內(nèi)部?jī)?nèi)。
[0014] 機(jī)械分離器的浮子可以選擇性地包括頸部，而且浮子可以通過(guò)內(nèi)凸緣和頸部的機(jī) 械干涉可釋放性地保持于所述第一端的一部分內(nèi)。在另一種構(gòu)造中，波紋管結(jié)構(gòu)的第一端 可以包括面向內(nèi)部的內(nèi)接合部，而且，浮子可以包括外接合部，用于與內(nèi)接合部機(jī)械接口連 接。波紋管結(jié)構(gòu)的第一端還可以包括帶有穿孔輪廓的可穿透頭部，穿孔輪廓被構(gòu)造為當(dāng)穿 刺尖端穿過(guò)其中時(shí)可以抵抗變形。浮子可以包括限定有貫穿的開口的頭部，該開口允許空 氣從浮子內(nèi)部向機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。
[0015] 波紋管可以選擇性地包括排氣狹縫，所述排氣狹縫允許空氣從浮子內(nèi)部向機(jī)械分 離器的外部區(qū)域排出。波紋管還可以包括一個(gè)排氣狹縫，所述排氣狹縫允許空氣從由波紋 管內(nèi)部和浮子外部限定的腔向機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。
[0016] 在另一種構(gòu)造中，壓載組件包括多個(gè)壓載配套部分，例如第一壓載部分和通過(guò)部 分波紋管結(jié)構(gòu)連到第一壓載部分的第二壓載部分。第一壓載部分和第二壓載部分可以圍繞 機(jī)械分離器的縱軸相對(duì)定向。機(jī)械分離器還可以包括由聚丙烯制成的浮子、由聚對(duì)苯二甲 酸乙二醇酯制成的壓載組件和由熱塑性彈性體材料制成的波紋管結(jié)構(gòu)。分離組件包括設(shè)置 于浮子內(nèi)的可移動(dòng)栓塞。
[0017] 在另一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械分離器用于將管內(nèi)的流體樣品分離為第一相和第二相， 該機(jī)械分離器包括波紋管結(jié)構(gòu)，所述波紋管結(jié)構(gòu)有第一端、第二端和位于二者之間的可變 形波紋管。機(jī)械分離器也包括浮子和相對(duì)于浮子可縱向移動(dòng)的壓載組件。壓載組件包括第 一壓載部分和通過(guò)部分波紋管結(jié)構(gòu)連到第一壓載部分的第二壓載部分。浮子可以具有第一 密度，壓載組件可以具有高于浮子第一密度的第二密度。
[0018] 機(jī)械分離器的浮子可以連在波紋管結(jié)構(gòu)的部分第一端上，壓載可以連在波紋管結(jié) 構(gòu)的部分第二端上。附接的浮子和波紋管結(jié)構(gòu)還可以包括位于二者之間的可釋放干涉接 合。在一種構(gòu)造中，機(jī)械分離器的波紋管結(jié)構(gòu)限定有內(nèi)部，浮子被可釋放性地保持在部分波 紋管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
[0019] 在另一種構(gòu)造中，壓載組件的第一壓載部分和第二壓載部分圍繞機(jī)械分離器的縱 軸相對(duì)定向。
[0020] 選擇性地，浮子可以包括頭部，該頭部限定有貫穿其中的開口，所述開口允許空氣 從浮子內(nèi)部向機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。波紋管可以包括排氣狹縫，所述排氣狹縫允許 空氣從浮子內(nèi)部向機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。波紋管還可以包括一個(gè)排氣狹縫，所述排 氣狹縫允許空氣從由波紋管內(nèi)部和浮子外部限定的腔向機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。
[0021] 在另一個(gè)實(shí)施例中，分離組件能將流體樣品分離為第一相和第二相，所述分離組 件包括管，所述管有開放端、對(duì)側(cè)端和在二者間延伸的側(cè)壁。用于與管的開放端密封接合的 封閉件也包括在內(nèi)。所述封閉件限定有凹部，機(jī)械分離器可釋放地接合于所述凹部中。所 述機(jī)械分離器包括浮子、相對(duì)于浮子可縱向移動(dòng)的壓載組件、和波紋管結(jié)構(gòu)。波紋管結(jié)構(gòu)包 括第一端、第二端及位于二者間的可變形波紋管。浮子可以附接在波紋管結(jié)構(gòu)的部分第一 端上，壓載組件可以附接在波紋管結(jié)構(gòu)的部分第二端上。附接的浮子和波紋管結(jié)構(gòu)還包括 二者間的可釋放干涉接合。浮子可以具有第一密度，壓載可以具有高于浮子第一密度的第 二密度。
[0022] 分離組件的波紋管結(jié)構(gòu)可以限定內(nèi)部，浮子可以可釋放性地保持在部分波紋管結(jié) 構(gòu)的內(nèi)部之中。浮子從波紋管結(jié)構(gòu)的第一端釋放可以將機(jī)械分離器從封閉件的凹部中釋 放。波紋管結(jié)構(gòu)選擇性地包括帶有穿孔輪廓的可穿透頭部，該穿孔輪廓在穿刺尖端穿過(guò)其 中時(shí)能抵抗變形。浮子還可以有頭部，所述頭部限定有開口，并且包括與可穿透頭部的穿孔 輪廓的一部分基本一致的邊緣。
[0023] 在另一種構(gòu)造中，分離組件的壓載組件包括第一壓載部分和通過(guò)部分波紋管結(jié)構(gòu) 連到第一壓載部分的第二壓載部分。第一壓載部分和第二壓載部分可以圍繞機(jī)械分離器的 縱軸相對(duì)定向。
[0024] 浮子可以選擇性地包括頭部，該頭部限定有貫穿的開口，所述開口允許空氣從浮 子內(nèi)部向機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。波紋管可以包括排氣狹縫，所述排氣狹縫允許空氣 從浮子內(nèi)部向機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。波紋管還可以包括一個(gè)排氣狹縫，所述排氣狹 縫允許空氣從由波紋管內(nèi)部和浮子外部限定的腔向機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。
[0025] 在另一個(gè)實(shí)施例中，組裝機(jī)械分離器的方法包括提供具有第一端和第二端的子組 件，所述子組件包括壓載，所述壓載至少部分圍繞波紋管結(jié)構(gòu)設(shè)置，并且限定有可穿透頭 部。所述方法還包括將子組件的第一端插入到封閉件凹部?jī)?nèi)的步驟，此步驟為波紋管結(jié)構(gòu) 和封閉件之間提供機(jī)械接口連接。所述方法還包括將浮子插入到子組件的第二端的步驟。
[0026] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，分離組件能將流體樣品分離為第一相和第二相，所 述分離組件包括管，所述管具有至少一個(gè)開放端、一個(gè)對(duì)側(cè)端和在二者間延伸的側(cè)壁。所述 分離組件還包括封閉件，所述封閉件用于與管的開放端密封接合，封閉件限定有凹部。機(jī)械 分離器可釋放性地接合于凹部中。所述機(jī)械分離器包括浮子、相對(duì)于浮子可縱向移動(dòng)的壓 載組件、和波紋管結(jié)構(gòu)。波紋管結(jié)構(gòu)包括第一端、第二端及位于二者間的可變形波紋管。波 紋管結(jié)構(gòu)抵靠部分封閉件凹部，當(dāng)分離組件受到離心力時(shí)，浮子在波紋管從凹部釋放之前 從波紋管釋放。
[0027] 選擇性地，當(dāng)分離組件受到至少250g的離心力時(shí)，浮子在波紋管從凹部釋放之前 從波紋管釋放。
[0028] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，分離組件能將流體樣品分離為第一相和第二相，所 述分離組件包括管，所述管具有至少一個(gè)開放端、一個(gè)對(duì)側(cè)端和在二者間延伸的側(cè)壁。所述 分離組件還包括用于與管的開放端密封接合的封閉件，封閉件限定有凹部。機(jī)械分離器可 釋放性地接合于凹部中。所述機(jī)械分離器包括浮子、相對(duì)于浮子可縱向移動(dòng)的壓載組件、和 波紋管結(jié)構(gòu)。波紋管結(jié)構(gòu)包括第一端、第二端及位于二者間的可變形波紋管。波紋管結(jié)構(gòu) 毗鄰部分封閉件凹部，當(dāng)分離組件受到離心力時(shí)，浮子從波紋管的釋放能使波紋管從凹部 釋放。
[0029] 選擇性地，當(dāng)分離組件受到至少250g的離心力時(shí)，浮子從波紋管的釋放能使波紋 管從凹部釋放。
[0030] 本發(fā)明的組件優(yōu)于現(xiàn)有的使用分離凝膠的分離產(chǎn)品。具體而言，本發(fā)明的組件不 會(huì)干擾待測(cè)物，而許多凝膠會(huì)與體液發(fā)生相互作用。本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)是本發(fā)明的組件 不會(huì)干擾監(jiān)測(cè)待測(cè)物的治療性藥物。
[0031] 本發(fā)明的組件優(yōu)于現(xiàn)有機(jī)械分離器的方面還在于，為了防止機(jī)械分離器從封閉件 提前釋放，浮子提供了與波紋管結(jié)構(gòu)的機(jī)械干涉。這就盡可能減少了針間隙問(wèn)題、樣品在封 閉件下淤積、裝置提前啟動(dòng)、溶血、纖維蛋白懸垂和/或樣品質(zhì)量差的現(xiàn)象。此外，通過(guò)將波 紋管的可穿透頭部預(yù)先壓縮到制動(dòng)器內(nèi)部中，可以進(jìn)一步減少提前啟動(dòng)。
[0032] 另外，本發(fā)明的組件在制造過(guò)程中不需要復(fù)雜的擠出工藝。本發(fā)明的組件也不會(huì) 堵塞常規(guī)的分析探針，這種情況在現(xiàn)有的凝膠管中常見。
[0033] 結(jié)合所附圖閱讀，本發(fā)明的更多細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)下面的詳細(xì)描述會(huì)變得清晰起 來(lái)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1是常規(guī)機(jī)械分離器的局部側(cè)剖視圖。
[0035] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)械分離器組件的分解透視圖，所述機(jī)械分離器組 件包括封閉件、波紋管結(jié)構(gòu)、壓載組件、浮子和采集管。
[0036] 圖3是圖2封閉件底面的透視圖。
[0037] 圖4是圖2封閉件沿圖3中線4-4的剖視圖。
[0038] 圖5是圖2浮子的透視圖。
[0039] 圖6是圖2浮子的正視圖。
[0040] 圖7是圖2浮子沿圖6中線7-7的剖視圖。
[0041] 圖8是圖2浮子沿圖7中部分8的放大剖視圖。
[0042] 圖9是圖2浮子的頂視圖。
[0043] 圖10是圖2壓載組件第一部分的透視圖。
[0044] 圖11是圖2壓載組件第一部分的正視圖。
[0045] 圖12是圖2壓載組件第一部分沿圖11中線12-12的剖視圖。
[0046] 圖13是圖2壓載組件的第一部分的頂視圖。
[0047] 圖14是圖2波紋管結(jié)構(gòu)的透視圖。
[0048] 圖15是圖2波紋管結(jié)構(gòu)的正視圖。
[0049] 圖16是圖2波紋管結(jié)構(gòu)沿圖15中部分15的放大剖視圖。
[0050] 圖17是圖2波紋管結(jié)構(gòu)的頂視圖。
[0051] 圖18是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的組裝好的機(jī)械分離器的透視圖，所述機(jī)械分離器 包括浮子、壓載組件和波紋管結(jié)構(gòu)。
[0052] 圖19是圖18機(jī)械分離器沿圖18中線19-19的剖視圖。
[0053] 圖20是圖18機(jī)械分離器的正視圖。
[0054] 圖21是圖18機(jī)械分離器沿圖20中線21-21的剖視圖。
[0055] 圖22是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的組件的正視圖，所述組件包括帶封閉件的管和設(shè) 置于管內(nèi)的機(jī)械分離器。
[0056] 圖23是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖22組件的正剖視圖，所述組件具有進(jìn)入管內(nèi)的 針和通過(guò)針供給到管內(nèi)的一定量的流體。
[0057] 圖24是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖23組件的正剖視圖，所述組件具有在使用過(guò)程 中被移去的針和與封閉件分離的機(jī)械分離器。
[0058] 圖25是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖24組件的正剖視圖，所述組件具有將流體中密 度較低部分與流體中密度較高部分分離的機(jī)械分離器。
[0059] 圖26是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有機(jī)械分離器和接合于管內(nèi)的封閉件的組件的 正剖視圖，顯示針與浮子結(jié)構(gòu)接觸。
[0060] 圖27是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖26組件的剖視圖，顯示針正使浮子與波紋管結(jié) 構(gòu)脫離。
[0061] 圖28是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖27組件的剖視圖，顯示浮子已從波紋管結(jié)構(gòu)處 脫離，壓載組件指向下方。
[0062] 圖29是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖27組件的剖視圖，顯示浮子重新上移到機(jī)械分 離器中。
[0063] 圖30是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的組件的剖視圖，所述組件具有機(jī)械分離器和接合 于管內(nèi)的封閉件。
[0064] 圖31是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖30組件的剖視圖，顯示針正穿入機(jī)械分離器。 [0065] 圖32是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的組件的剖視圖，所述組件具有機(jī)械分離器和接合 于管內(nèi)的封閉件。
[0066] 圖33是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖32組件的剖視圖，顯示機(jī)械分離器從封閉件處 部分移開。
[0067] 圖34是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的機(jī)械分離器的部分剖視圖，所述機(jī)械分離器具有 設(shè)置于浮子內(nèi)的可移動(dòng)栓塞。
[0068] 圖34A是圖34機(jī)械分離器處于初始位置時(shí)的部分剖視圖。
[0069] 圖34B是圖34A機(jī)械分離器處于移位位置時(shí)的部分剖視圖。
[0070] 圖34C是在初始位置的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可選機(jī)械分離器的部分剖視圖，所 述可選的機(jī)械分離器具有設(shè)置于浮子內(nèi)的可移動(dòng)栓塞。
[0071] 圖34D是圖34C機(jī)械分離器處于移位位置時(shí)的部分剖視圖。
[0072] 圖35是圖34所示的波紋管的一部分處于初始位置時(shí)的浮子和可移動(dòng)栓塞的正剖 視圖。
[0073] 圖36是圖35所示的波紋管的一部分處于移位位置時(shí)浮子和可移動(dòng)栓塞的正剖視 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0074] 為了此后的描述，詞語(yǔ)"上"、"下"、"右"、"左"、"堅(jiān)直"、"水平"、"頂部"、"底部"、"橫 向"、"縱向"及類似的空間術(shù)語(yǔ)，如果使用，即是與如圖所繪的所述實(shí)施例相關(guān)。但是，需要 了解，除非明確指出與此相反的地方，可能會(huì)有很多替代的變化和實(shí)施例。還需要了解，附 圖中所示的以及本文件中所描述的特定裝置和實(shí)施例只是本發(fā)明的典型實(shí)施例。
[0075] 如圖2中分解透視圖所示，本發(fā)明的機(jī)械分離組件40包括帶有機(jī)械分離器44的 封閉件42,所述封閉件與管46 -起使用，用于將管46內(nèi)的流體樣品分離為第一相和第二 相。管46可以是樣品采集管，例如用于體外診斷、臨床研究、藥物研究、蛋白質(zhì)組學(xué)、分子診 斷的樣品采集管，也可以是化學(xué)相關(guān)診斷樣品管、血液采集管或其它體液采集管、凝固樣品 管、血液學(xué)樣品管之類的。理想地，管46是真空血液采集管。在一個(gè)實(shí)施例中，管46可以 含有特定檢驗(yàn)程序所需的其它添加劑，例如凝血抑制劑、凝血?jiǎng)?、穩(wěn)定添加劑之類的。這些 添加劑可以是顆粒狀或液態(tài)的，而且可以噴灑在管46的圓柱側(cè)壁52上，或者位于管46的 底部。管46包括封閉底端48、開放頂端50和在二者間延伸的圓柱側(cè)壁52。圓柱側(cè)壁52 包括內(nèi)徑為"a"的內(nèi)表面54,所述內(nèi)表面從開放頂端50到基本接近封閉底端48的位置基 本均勻一致地延伸。
[0076] 管46可以由以下代表性材料中的一種或多種制成：聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯（PET)、玻璃，或它們的組合。管46可以包括單壁或多壁結(jié)構(gòu)。另外，管46可以制造成任 意合適的大小以容納合適的生物樣品。例如，管46可以與本領(lǐng)域已知的常規(guī)大容量管、小 容量管或微量管的大小相同。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，管46可以是本領(lǐng)域已知的標(biāo)準(zhǔn)3ml 真空血液采集管。在另一個(gè)實(shí)施例中，管46可以是直徑16mm，長(zhǎng)100mm，抽血能力為8. 5ml 或13mm的管。
[0077] 開放頂端50構(gòu)造成至少在其內(nèi)部分地接收封閉件42,以便形成流體不能透過(guò)的 密封件。封閉件包括頂端56和底端58,其被構(gòu)造成至少部分地被接收在管46內(nèi)。鄰近頂 端56的封閉件42的部分限定有最大外徑，該外徑大于管46的內(nèi)徑"a"。如圖2-4所示，處 于頂端56的封閉件42的部分包括中央凹部60,所述中央凹部限定有可穿透的、可釋放隔 膜。從底端58向下延伸的封閉件42的部分可以從小直徑漸變?yōu)榇笾睆剑≈睆郊s等于或 者略小于管46的內(nèi)徑"a"，大直徑大于鄰近頂端56的管46的內(nèi)徑"a"。因此，封閉件42 的底端58可以被推入到管46的鄰近開放頂端50的部分中。封閉件42自身的回彈性能確 保與管46的圓柱側(cè)壁52內(nèi)表面的密封性接合。
[0078] 在一個(gè)實(shí)施例中，封閉件42可以由一體模制的橡膠或彈性體材料制成，可以是任 意適合的大小和尺寸，以提供與管46的密封性接合。封閉件42也可以被成形以限定底部 凹部62,所述底部凹部延伸到底端58內(nèi)。底部凹部62的大小可以接收至少部分機(jī)械分離 器44。另外，多個(gè)間隔開的弓形凸緣64可以圍繞底部凹部62延伸，以便至少部分地將機(jī)械 分離器44保持在其中。
[0079] 再參照?qǐng)D2,機(jī)械分離器44包括浮子66、壓載組件（ballast assembly) 68和波紋 管結(jié)構(gòu)70,要使浮子66與波紋管結(jié)構(gòu)70的一部分接合，而且壓載組件68也與波紋管結(jié)構(gòu) 70的一部分接合。
[0080] 參照?qǐng)D5-9,機(jī)械分離器的浮子66是一個(gè)大體管狀的主體72,該主體有上端74、下 端76和在二者間縱向延伸的管道78。上端74可以包括頭部80,該頭部被頸部82從大體 管狀的主體72上分開。浮子66基本上圍繞縱軸L對(duì)稱分布。在一個(gè)實(shí)施例中，管狀主體 72的外徑"b"小于管46的內(nèi)徑"a"，如圖2所示。頭部80的外徑"c"通常小于管狀主體 72的外徑"b"。頸部82的外徑"d"既小于管狀主體72的外徑"b"，也小于頭部80的外徑 "C"。
[0081] 浮子66的頭部80包括上表面84,所述上表面限定有貫穿的開口 86,可以允許空 氣排出。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)開口，例如四個(gè)開口 86a，可以相互間以90°角排列，以使空 氣能夠通過(guò)其排出。如沿圖7的部分5所得放大圖圖8所示，開口 86可以包括延伸到上表 面84內(nèi)的凹部,或者從上表面84向上延伸的突起。該開口 86可以基本上是正方形或者圓 形，而且可以與浮子66相延續(xù)。該開口 86通常從頭部80的外徑"c"向內(nèi)凹進(jìn)。另外，浮 子66頭部80的開口 86可以被構(gòu)造為允許穿刺尖端穿過(guò)其中，如圖25-26所示。
[0082] 再參照?qǐng)D5-9,頭部80的上表面84還可以包括接近頭部80的外徑"c"的傾斜周 邊區(qū)88,所述周邊區(qū)有一個(gè)坡角A。在一個(gè)實(shí)施例中，坡角A從大約15度到大約25度，例 如大約20度。在另一個(gè)實(shí)施例中，頭部80還可以包括鄰近頸部82的下表面90。下表面也 可以有從大約8度到大約12度的坡角B，例如大約10度。
[0083] 浮子66的管狀主體72可以包括鄰近頸部82的肩區(qū)94。肩區(qū)94可以有從大約 15度到大約25度的坡角C，例如大約20度。浮子66的下端76可以包括標(biāo)有刻度的部分 96,所述標(biāo)有刻度的部分的外徑"e"小于管狀主體72的外徑"b"。在替代實(shí)施例中，下端 76可以是頭部80的鏡像，這樣，浮子是繞縱軸對(duì)稱的。
[0084] 在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械分離器44的浮子66由比待分離為兩相的流體密度輕的材 料制成是可取的。例如，如果想要將人血分離為血清和血漿，那么，浮子66的密度不超過(guò) 0. 902gm/cc是可取的。在另一個(gè)實(shí)施例中，浮子66可以由聚丙烯制成。
[0085] 如圖2所示，機(jī)械分離器44的壓載組件68可以包括多個(gè)壓載部分，例如第一壓載 部分98和第二壓載部分100。第一壓載部分98和第二壓載部分100可以圍繞機(jī)械分離器 44的縱軸L 1相對(duì)定向。在一個(gè)實(shí)施例中，第一壓載部分98和第二壓載部分100彼此對(duì)稱， 互為鏡像。因此，盡管在圖10-13中僅顯示了第一壓載部分98,在此也可以理解為第二壓載 部分100是第一壓載部分98的鏡像。考慮到相對(duì)的定向，壓載組件68的第一壓載部分98 和第二壓載部分100為基本圓柱形狀。或者，考慮壓載組件68可以由兩個(gè)以上的配套部分 構(gòu)成，即比第一壓載部分98和第二壓載部分100多的配套部分構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施例中，壓 載組件可以包括三個(gè)配套的壓載部分或四個(gè)或更多配套的壓載部分。
[0086] 如圖10-13所不，機(jī)械分離器44的第一壓載部分98包括具有內(nèi)表面104和外表 面106的彎曲側(cè)壁102。彎曲側(cè)壁102具有與管46內(nèi)表面54的曲率和尺寸基本一致的曲 率和尺寸，如圖2所示，這樣就使第一壓載部分98能夠在管46內(nèi)滑動(dòng)。第一壓載部分98 具有上端108、下端110和在二者之間延伸的弓形主體111。鄰近第一壓載部分98的上端 108是接收凹部112,所述接收凹部設(shè)置于第一壓載部分98的外表面106內(nèi)。接收凹部112 可以沿著外表面106上端108整個(gè)曲率延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于雙料射出成型工藝，接 收凹部112可以在浮子66和第一壓載部分98和/或第二壓載部分100之間作為結(jié)合面提 供?？梢赃x擇性地包括鄰近第一壓載部分98下端110的第二接收凹部114。第一壓載部分 98的上端108的外徑為"h"，該外徑小于弓形主體111的外徑"g"。
[0087] 再參照?qǐng)D10-13,第一壓載部分98可以包括內(nèi)限制部118,所述內(nèi)限制部從內(nèi)表面 104延伸入內(nèi)表面104的曲率所限定的內(nèi)部之中。內(nèi)限制部118可以有一個(gè)曲率角D，該曲 率角沿第一壓載部分98的內(nèi)表面104延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，曲率角D從大約55度到大 約65度，例如大約60度。在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)限制部118向上所成角E從大約40度到 大約50度，例如大約45度。
[0088] 在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械分離器44的壓載組件68由比待分離為兩相的流體密度重 的材料制成是可取的。例如，如果想要將人血分離為血清和血漿，那么，壓載組件68的密度 至少為I. 326gm/cc是可取的。壓載組件68,包括第一壓載部分98和第二壓載部分100,其 密度可以大于浮子66的密度，如圖5-9所示。在一個(gè)實(shí)施例中，壓載組件68可以由PET制 成。第一壓載部分98和第二壓載部分100可以作為兩個(gè)獨(dú)立的部件模制成型或擠出成型， 但是在一個(gè)單一的模具中同時(shí)制造。
[0089] 如圖14-17所示，機(jī)械分離器44的波紋管結(jié)構(gòu)70包括上部第一端120、下部第二 端122和呈圓周形分布于二者間的可變形波紋管124。波紋管結(jié)構(gòu)70的上部第一端120包 括可穿透頭部126,所述可穿透頭部包括被大體彎曲的肩130環(huán)繞的基本平坦的部分128， 與封閉件42的底部凹部62相匹配，如圖2-4所示。在一個(gè)實(shí)施例中，基本平坦的部分128 可以彎曲成大約〇. 750英寸的標(biāo)稱半徑。在一個(gè)實(shí)施例中，大體彎曲的肩30有一個(gè)曲率角 F，該曲率角從大約35度到大約45度，例如大約40度?；酒教沟牟糠?28可以是任意適 合的尺寸，但是，優(yōu)選地，基本平坦的部分128的直徑在大約0. 285英寸到大約0. 295英寸。 可穿透頭部126的基本平坦的部分128允許如圖25-26所示的穿刺尖端，例如針尖、套管針 或探針從中穿過(guò)。在一個(gè)實(shí)施例中，可穿透頭部126有足夠的厚度以允許穿刺尖端的整個(gè) 穿透部分在穿透之前可以處于其中。當(dāng)穿刺尖端從可穿透頭部126的平坦部分128撤回時(shí)， 可穿透頭部126被構(gòu)造為重新密封自身以提供流體不能透過(guò)的密封件。機(jī)械分離器44的 可穿透頭部126可以由有彈性可變形且可自密封的材料，如熱塑性彈性體材料擠出和/或 模制成型。優(yōu)選地，可穿透頭部126可以通過(guò)多個(gè)狹縫排氣，這些通過(guò)模制后工序制造的狹 縫可以讓機(jī)械分離器44排氣。
[0090] 參照?qǐng)D19,在一個(gè)實(shí)施例中，可變形波紋管124可以包括排氣狹縫131，所述狹縫 用于在兩個(gè)部位排氣，例如在由浮子66的內(nèi)部形成的腔和在由可變形波紋管124的內(nèi)部及 浮子66的外部形成的腔。這些狹縫可以通過(guò)模制后工序制造。在離心過(guò)程中，一旦機(jī)械分 離器70從封閉件42釋放，且機(jī)械分離器70浸入到流體中，空氣就可以隨之通過(guò)狹縫排出。 狹縫131可以圍繞可變形波紋管124徑向排列，在可變形波紋管124的內(nèi)表面測(cè)量的所述 狹縫的長(zhǎng)度可以從大約〇. 05英寸到大約0. 075英寸。
[0091] 如沿圖15的部分15所得圖16的放大剖視圖所示，波紋管結(jié)構(gòu)70的上部第一端 120限定了內(nèi)部132,鄰近可穿透頭部126的上部第一端120的內(nèi)表面134包括內(nèi)接合部 136,所述內(nèi)接合部伸出到上部第一端120的內(nèi)部132之中。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)接合部136 被構(gòu)造為接合于浮子66的內(nèi)徑上。波紋管結(jié)構(gòu)70的內(nèi)接合部136與浮子內(nèi)徑形成接合， 如圖8所示，該接合為波紋管結(jié)構(gòu)70的可穿透頭部126提供了加固結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例 中，如圖6-9所示，浮子66的周緣92與波紋管結(jié)構(gòu)70的可穿透頭部126的穿孔輪廓基本 一致。因此，波紋管結(jié)構(gòu)70的上部第一端120可以包括可穿透頭部126,所述可穿透頭部有 穿孔輪廓，所述穿孔輪廓被構(gòu)造為當(dāng)穿刺尖端穿過(guò)時(shí)基本可以抵抗變形，如圖25-26所示。 與現(xiàn)有機(jī)械分離器的可穿透區(qū)相比，波紋管結(jié)構(gòu)70的可穿透頭部126和浮子66的頭部80 的輪廓一致，使本發(fā)明的可穿透頭部126更穩(wěn)定，而且"形成帳篷狀（tenting) "的可能性更 小。為了更有助于限制樣品淤積及分離器44從封閉件42的底部凹部62提前釋放，可穿透 頭部126的平坦部分128可以選擇性地包括加厚區(qū)，例如從大約0. 02英寸到大約0. 08英 寸，此加厚區(qū)比波紋管結(jié)構(gòu)70的上部第一端120的其它部分厚。這種情況下，通過(guò)將可穿 透頭部預(yù)先壓縮抵靠到封閉件42的內(nèi)部，機(jī)械分離器44的提前啟動(dòng)得以進(jìn)一步減少。
[0092] 再參照?qǐng)D14-17,波紋管結(jié)構(gòu)70的上部第一端120的內(nèi)表面134還包括內(nèi)凸緣 138,所述內(nèi)凸緣延伸入內(nèi)部132中，并且位于可穿透頭部126和可變形波紋管124之間。如 圖5-9所示，內(nèi)凸緣138可以以可釋放性附接的方式將浮子66的至少一部分保持在波紋管 結(jié)構(gòu)70的內(nèi)部132之中。在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)凸緣138可以通過(guò)機(jī)械接口連接將浮子66 的至少一部分可釋放性地保持在波紋管結(jié)構(gòu)70的上部第一端120的內(nèi)部132之中，同樣如 圖5-9所示。如圖5-9所示，附接的浮子66和波紋管結(jié)構(gòu)70的上部第一端120在其間提 供一個(gè)可釋放干涉接合，使浮子66與波紋管結(jié)構(gòu)70保持固定的關(guān)系。在一個(gè)實(shí)施例中，浮 子66的頸部82和波紋管結(jié)構(gòu)70的內(nèi)凸緣138保持浮子66與波紋管結(jié)構(gòu)70機(jī)械接口連 接。
[0093] 參照?qǐng)D14-15,可變形波紋管124與波紋管結(jié)構(gòu)70的上部第一端120縱向間隔開。 可變形波紋管124可以處于鄰近內(nèi)凸緣138的位置，但是從波紋管結(jié)構(gòu)70的外表面144橫 向向外延伸?？勺冃尾y管124繞縱軸L 2對(duì)稱分布，包括上端146、下端148和二者間延 伸的中空內(nèi)部?？勺冃尾y管124提供波紋管結(jié)構(gòu)70與管46的圓柱側(cè)壁52的密封性接 合，如圖2所示?？勺冃尾y管124可以由任何足以與管46的圓柱側(cè)壁52形成液體不可 透過(guò)的密封的彈性體材料制成。在一個(gè)實(shí)施例中，波紋管是熱塑性彈性體材料，其厚度大約 為0. 015英寸到大約0. 025英寸。在另一個(gè)實(shí)施例中，全部波紋管結(jié)構(gòu)70由熱塑性彈性體 材料制成。
[0094] 可變形波紋管124可以是大體環(huán)形的形狀，當(dāng)處于無(wú)偏壓位置時(shí)，其外徑"i"略大 于管46的內(nèi)徑"a"，如圖2所示。但是，作用于上端146和下端148的反方向的作用力會(huì)拉 長(zhǎng)可變形波紋管124,同時(shí)把外徑"i"減少到小于"a"的尺寸。
[0095] 如圖14-15,波紋管結(jié)構(gòu)70的下部第二端122包括相對(duì)的懸垂部分140,所述相對(duì) 的懸垂部分從上部第一端120向下縱向延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)的懸垂部分140連接 在下端環(huán)142上，所述下端環(huán)圍繞波紋管結(jié)構(gòu)70沿圓周方向延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì) 的懸垂部分140限定了接收空間150,所述接收空間被構(gòu)造為能將壓載組件68的一部分接 收于其內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)的懸垂部分140限定了相對(duì)的接收空間150。第一壓載 部分98被構(gòu)造為用來(lái)接收并附接在第一接收空間150中，第二壓載部分100被構(gòu)造為用來(lái) 接收并附接在第二接收空間150中。在一個(gè)實(shí)施例中，懸垂部分140具有外曲率G，所述外 曲率G與第一壓載部分98和第二壓載部分100的外曲率一致。波紋管結(jié)構(gòu)70的懸垂部分 140也可以設(shè)計(jì)為模制到壓載組件68上，例如通過(guò)雙料射出成型工藝。這可以允許在壓載 組件68和波紋管結(jié)構(gòu)70之間沿懸垂部分140的表面形成結(jié)合。這可以允許當(dāng)波紋管結(jié)構(gòu) 70拉伸時(shí)，壓載組件68柔性開放，隨后允許浮子66插入到壓載組件68中。
[0096] 如圖18-21所示，組裝好時(shí)，機(jī)械分離器44包括波紋管結(jié)構(gòu)70,所述波紋管結(jié)構(gòu) 具有上部第一端120、下部第二端122和二者間的可變形波紋管124。浮子66附接在波紋 管結(jié)構(gòu)70的部分上部第一端120上，壓載組件68附接在波紋管結(jié)構(gòu)70的下部第二端122 上，所述壓載組件包括第一壓載部分98和第二壓載部分100。第一壓載部分98和第二壓載 部分100可以通過(guò)波紋管結(jié)構(gòu)70的一部分連接在一起，例如通過(guò)懸垂部分140連接起來(lái)。
[0097] 如圖21所示，在一個(gè)實(shí)施例中，第一壓載部分98的接收凹部112可以與波紋管結(jié) 構(gòu)70的下端環(huán)142的相應(yīng)突起152機(jī)械接合。同樣，第二壓載部分100的接收凹部112可 以與下端環(huán)的相應(yīng)突起152機(jī)械性結(jié)合。如圖20所示，第一壓載部分98的第二接收凹部 114也可以與波紋管結(jié)構(gòu)70的懸垂部分140的下尖端154機(jī)械接合。因此，第一壓載部分 98、第二壓載部分100和波紋管結(jié)構(gòu)70的相對(duì)的懸垂部分140構(gòu)成了圓柱形外部，所述圓 柱形外部的直徑"j"小于管46內(nèi)部的直徑"a"，如圖2所示。
[0098] 在這個(gè)構(gòu)造中，浮子66為波紋管結(jié)構(gòu)70的可穿透頭部126提供了加固支撐，可減 少變形和形成帳篷狀。浮子66通過(guò)波紋管結(jié)構(gòu)70的內(nèi)凸緣138與浮子66的頸部82的機(jī) 械接口連接而被限制在波紋管結(jié)構(gòu)70的內(nèi)部132之中。
[0099] 如圖19所示，組裝好的機(jī)械分離器44可以被推入到封閉件42的底部凹部62中， 這種插入使封閉件42的凸緣64與波紋管結(jié)構(gòu)70的上端120發(fā)生接合。在插入過(guò)程中，波 紋管結(jié)構(gòu)70的至少部分上端120會(huì)發(fā)生變形以適應(yīng)封閉件42的輪廓。在一個(gè)實(shí)施例中， 在機(jī)械分離器44插入到底部凹部62的過(guò)程中，封閉件42基本上沒有發(fā)生變形。在一個(gè)實(shí) 施例中，機(jī)械分離器44通過(guò)波紋管結(jié)構(gòu)70上端120的可穿透頭部126和封閉件42的底部 凹部62的干涉配合而與封閉件42發(fā)生接合。選擇性地，在波紋管結(jié)構(gòu)70的上端120可以 使用制動(dòng)環(huán)（未顯示），進(jìn)一步將機(jī)械分離器44緊固于封閉件42內(nèi)。
[0100] 再參照?qǐng)D21，使用中，在機(jī)械分離器例如在離心機(jī)中經(jīng)受加速離心力之前，機(jī)械分 離器44的浮子66會(huì)借波紋管結(jié)構(gòu)70的內(nèi)凸緣138和浮子66的頸部82的機(jī)械接口連接 一直被限制在波紋管結(jié)構(gòu)70的內(nèi)部132之中。浮子66的存在防止波紋管結(jié)構(gòu)70的頂部 變形，從而防止機(jī)械分離器44從封閉件42釋放。在離心過(guò)程產(chǎn)生足夠的g負(fù)荷（重力加 速度負(fù)荷，g-l〇ad)，以至于在浮子66從波紋管結(jié)構(gòu)70中掙脫并且機(jī)械分離器44從封閉件 42釋放之前，機(jī)械分離器44會(huì)一直被"鎖在"封閉件42中。
[0101] 在加速離心力作用時(shí)，波紋管結(jié)構(gòu)70,特別是可變形波紋管124因施加于壓載68 上的力而適于發(fā)生縱向變形。壓載68施加于波紋管結(jié)構(gòu)70的力是離心過(guò)程中g(shù)負(fù)荷的結(jié) 果。內(nèi)凸緣138由于施加于浮子66上的力會(huì)發(fā)生縱向偏移，因此允許浮子66的頸部82釋 放。浮子66從波紋管結(jié)構(gòu)70釋放后，可以在機(jī)械分離器44內(nèi)自由移動(dòng)。然而，由于與第 一壓載部分98的內(nèi)限制部116和第二壓載部分100的內(nèi)限制部116相接觸，至少浮子66 的一部分會(huì)受限不能經(jīng)過(guò)機(jī)械分離器44的下端156。在一個(gè)實(shí)施例中，浮子66的標(biāo)有刻 度的部分96可以經(jīng)過(guò)機(jī)械分離器44的下端156,然而，由于第一壓載部分98的內(nèi)限制部 116和第二壓載部分100的內(nèi)限制部116的作用，浮子的管狀主體72被限制在機(jī)械分離器 44內(nèi)部。在機(jī)械分離器44從封閉件42釋放后，機(jī)械分離器44向管46內(nèi)的流體界面游走。 一旦機(jī)械分離器44進(jìn)入裝在管46內(nèi)的流體中，浮子66就向回游走并且固定在波紋管結(jié)構(gòu) 70中。
[0102] 在一個(gè)實(shí)施例中，壓載組件68和波紋管結(jié)構(gòu)70可以作為子組件共同模制或共同 擠出，例如通過(guò)雙料射出成型工藝。子組件可以包括至少部分環(huán)繞波紋管結(jié)構(gòu)70設(shè)置的壓 載組件，所述波紋管結(jié)構(gòu)包括可穿透頭部126。在另一個(gè)實(shí)施例中，壓載組件68和波紋管 結(jié)構(gòu)70可以通過(guò)如雙料射出成型工藝，共同模制或共同擠出到封閉件42的一部分內(nèi)，如圖 19所示。壓載組件68和波紋管結(jié)構(gòu)70共同模制減少了制造機(jī)械分離器44所需的制造步 驟的數(shù)目?？蛇x地，壓載組件68和波紋管結(jié)構(gòu)70可以通過(guò)共同模制或共同擠出，如雙料射 出成型，隨后將其插入到封閉件42內(nèi)。浮子66可以隨后獨(dú)立插入到子組件內(nèi)，以偏壓波紋 管結(jié)構(gòu)70和封閉件42之間的機(jī)械接口連接?？蛇x地，浮子66可以先插入到子組件中，然 后再將組合的浮子和子組件插入到封閉件42中。
[0103] 如圖22-23所示，機(jī)械分離組件40包括機(jī)械分離器44和插入到管46開放頂端50 內(nèi)的封閉件42,這樣，機(jī)械分離器44和封閉件42的底端58就可以位于管46內(nèi)。選擇性 地，封閉件42可以至少部分被防護(hù)件環(huán)繞，如從Becton，Dickinson and Company公司購(gòu)買 Hemogard?商標(biāo)下的防護(hù)件，可以為用戶提供防護(hù)，從而使用戶免受眾所周知的封閉 件42內(nèi)的血滴接觸以及當(dāng)封閉件42從管46移去時(shí)可能發(fā)生的血?dú)忪F效應(yīng)。在插入過(guò)程 中，包括波紋管結(jié)構(gòu)70的機(jī)械分離器44會(huì)密封性接合于圓柱側(cè)壁52的內(nèi)部和管46的開 放頂端。
[0104] 如圖23所示，流體樣品經(jīng)由從封閉件42頂端56的隔膜和波紋管結(jié)構(gòu)70的可穿 透頭部126穿過(guò)的穿刺尖端160遞送到管46。僅為舉例說(shuō)明，流體是血液。血液流經(jīng)浮子 66的中央通道78,到達(dá)管46的封閉底端48。穿刺尖端160隨后會(huì)從組件抽出。當(dāng)穿刺尖 端160移去時(shí)，封閉件42自身會(huì)重新密封?？纱┩割^部126也會(huì)自己以一種流體流基本不 能滲透的方式重新密封。
[0105] 如圖24所示，當(dāng)機(jī)械分離組件40經(jīng)受所施加的旋轉(zhuǎn)力作用時(shí)，例如離心分離時(shí)， 血液的各個(gè)相會(huì)開始分離為朝向管46的封閉底端58的高密度相和朝向管46的開放頂端 50的低密度相。
[0106] 在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械分離組件40會(huì)適應(yīng)變化，當(dāng)其經(jīng)受所施加的離心力作用 時(shí)，在波紋管結(jié)構(gòu)70從封閉件42的底部凹部62釋放之前，浮子66會(huì)從與波紋管結(jié)構(gòu)70 的接合處釋放。因此，如圖16所示，在波紋管結(jié)構(gòu)70接合于封閉件42的底部凹部62內(nèi)的 同時(shí)，波紋管結(jié)構(gòu)70的內(nèi)凸緣138可以發(fā)生足夠變形以允許浮子66的至少一部分從波紋 管結(jié)構(gòu)70釋放。當(dāng)機(jī)械分離組件40經(jīng)受超過(guò)離心閾值的離心力時(shí)，浮子66和波紋管結(jié)構(gòu) 70的可釋放干涉接合可適于將浮子66從波紋管結(jié)構(gòu)70釋放。在一個(gè)實(shí)施例中，離心閾值 至少是250g。在另一個(gè)實(shí)施例中，離心閾值至少是300g。一旦機(jī)械分離組件40經(jīng)受超過(guò) 離心閾值的離心力作用，并且浮子66與波紋管結(jié)構(gòu)70的可釋放干涉接合脫離接合，機(jī)械分 離組件40就會(huì)從封閉件42的底部凹部62脫離，例如釋放抵靠接合，如圖24所示。選擇性 地，浮子66從波紋管結(jié)構(gòu)70的釋放使機(jī)械分離組件40能從封閉件42的底部凹部60釋放。
[0107] 在提前啟動(dòng)程序中，例如將非病人的針經(jīng)波紋管結(jié)構(gòu)70的可穿透頭部126插入的 過(guò)程中，機(jī)械分離組件40適于被保持在封閉件的底部凹部中。在另一個(gè)實(shí)施例中，在非病 人的針經(jīng)波紋管結(jié)構(gòu)70的可穿透頭部126插入的過(guò)程中，機(jī)械分離組件40也適于將浮子 66保持在波紋管結(jié)構(gòu)70的可釋放干涉接合中。因此，浮子66和波紋管結(jié)構(gòu)70的可釋放干 涉接合足以抵抗軸向提前啟動(dòng)力，所述軸向提前啟動(dòng)力基本沿浮子66如圖6所示的縱軸L 和/或波紋管結(jié)構(gòu)70如圖15所示的縱軸L2作用。浮子66和波紋管結(jié)構(gòu)70的可釋放干涉 接合可足以抵抗至少〇. 5磅的力。在另一個(gè)實(shí)施例中，浮子66和波紋管結(jié)構(gòu)70的可釋放 干涉接合可足以抵抗至少2. 5磅的力。因此，在非病人的針經(jīng)波紋管結(jié)構(gòu)70的可穿透頭部 126插入的過(guò)程中，浮子66和機(jī)械分離組件40的波紋管結(jié)構(gòu)70的可釋放干涉接合足以保 持浮子66和波紋管結(jié)構(gòu)70彼此之間的接合，并且足以保持機(jī)械分離組件40接合于封閉件 42的底部凹部62內(nèi)。在受到超過(guò)離心閾值的離心力作用時(shí)，浮子66和波紋管結(jié)構(gòu)70的可 釋放干涉接合也適于使浮子66從波紋管結(jié)構(gòu)70脫離，并且能使機(jī)械分離組件40從封閉件 42的底部凹部62脫離。
[0108] 在使用過(guò)程中，所施加的離心力能將機(jī)械分離器44的壓載組件68推向管46的封 閉底端58。在機(jī)械分離器44從封閉件42釋放且機(jī)械分離器進(jìn)入流體中之后，浮子66只 是被推向管46的頂端50。在機(jī)械分離器44還被固定于封閉件42時(shí)，浮子66和壓載組件 68都經(jīng)受著將其拉向管46底端的力。相應(yīng)地，壓載組件68相對(duì)于浮子66可以縱向移動(dòng)。 該縱向移動(dòng)引起波紋管結(jié)構(gòu)70發(fā)生縱向變形。結(jié)果，波紋管結(jié)構(gòu)70,特別是可變形波紋管 124,會(huì)變長(zhǎng)變窄，而且會(huì)與圓柱側(cè)壁52的內(nèi)表面同心向內(nèi)間隔開。浮子66在波紋管結(jié)構(gòu) 70的內(nèi)凸緣138上施加的力使波紋管結(jié)構(gòu)70發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣，浮子66的頸部得以釋放。在 施加離心力的過(guò)程中，當(dāng)浮子66從波紋管結(jié)構(gòu)70的內(nèi)凸緣138脫離時(shí)，波紋管結(jié)構(gòu)70的上 端120在縱向上可彈性變形。相應(yīng)地，波紋管結(jié)構(gòu)70的上端120會(huì)從封閉件42脫離。在 一個(gè)實(shí)施例中，封閉件42,特別是凸緣64,在施加離心力時(shí)不發(fā)生尺寸上的變化，結(jié)果是不 會(huì)變形。
[0109] 如圖24所示，在一個(gè)實(shí)施例中，壓載組件68的負(fù)浮力與浮子66的正浮力相反，產(chǎn) 生了差動(dòng)力，該差動(dòng)力導(dǎo)致波紋管結(jié)構(gòu)70從管46側(cè)壁的內(nèi)表面收縮。波紋管結(jié)構(gòu)70的這 種拉伸導(dǎo)致在負(fù)荷作用下排氣狹縫131開放。一旦排氣狹縫131開放，困在機(jī)械分離組件 40內(nèi)的空氣就可以通過(guò)排氣狹縫131排入機(jī)械分離組件40上方的管中。經(jīng)過(guò)離心后，波紋 管結(jié)構(gòu)70彈性回復(fù)到非變形位置，排氣狹縫131重新密封，處于關(guān)閉位置。
[0110] 由于針與波紋管結(jié)構(gòu)70頭部的相互作用，其結(jié)果是本設(shè)計(jì)通過(guò)防止機(jī)械分離器 44從封閉件42分離減少了提前啟動(dòng)。離心過(guò)程中，直到浮子66發(fā)射后，機(jī)械分離器44才 能從封閉件42分離。另外，封閉件42的結(jié)構(gòu)在波紋管結(jié)構(gòu)70的靶區(qū)域上產(chǎn)生了預(yù)負(fù)荷， 這有助于減少波紋管形成帳篷狀。
[0111] 當(dāng)機(jī)械分離器44從封閉件42脫離，并且可變形波紋管124的直徑減小時(shí)，血液的 輕相餾分將能滑過(guò)可變形波紋管124并且向上游走，同樣，血液的重相餾分能滑過(guò)可變形 波紋管124并且向下游走。如上所述，機(jī)械分離器44的整體密度介于血液的各相密度之間。
[0112] 因此，如圖25所示，機(jī)械分離器44能穩(wěn)定在機(jī)械分離裝置40的管46內(nèi)的一個(gè)位 置，這樣，重相餾分162就會(huì)處于機(jī)械分離器44和管46的封閉底端58之間，而輕相餾分 164會(huì)處于機(jī)械分離器44和管的頂端50之間。達(dá)到這種穩(wěn)定狀態(tài)后，離心將會(huì)停止，而且 可變形波紋管124會(huì)彈性回復(fù)到其非偏壓狀態(tài)并且回復(fù)到與管46的圓柱側(cè)壁52內(nèi)部形成 密封性接合。所形成的流體相可隨后獨(dú)立進(jìn)行檢測(cè)分析。
[0113] 在替代實(shí)施例中，如圖26-29所示，穿刺尖端160穿過(guò)機(jī)械分離組件40a的封閉件 42與浮子66a直接接觸。在該實(shí)施例中，波紋管結(jié)構(gòu)70a可以定向成圓周環(huán)繞浮子66a的 一部分，以提供與封閉件42和管46的側(cè)壁的密封接合。如圖27所示，如前所述，穿刺尖端 160的力使浮子66a和波紋管結(jié)構(gòu)70a之間的可釋放干涉接合脫離接合，因此允許流體，例 如血液，圍繞浮子66a填充機(jī)械分離器44a。如圖28所示，在加速旋轉(zhuǎn)，例如離心的過(guò)程中， 隨著浮子66a從波紋管結(jié)構(gòu)70a排出，機(jī)械分離器44a可以從封閉件42自由發(fā)射。如圖29 所示，一旦機(jī)械分離器44a從封閉件脫離，機(jī)械分離器44a -進(jìn)入管中的流體內(nèi)，浮子66a 的自然浮力就會(huì)將浮子66a推回到波紋管結(jié)構(gòu)70a中。
[0114] 在如圖30-31所示的另一個(gè)替代實(shí)施例中，類似于圖26-29的描述，波紋管結(jié)構(gòu) 70b可以包括可穿透頭部126b，除了可穿透頭部126b有足夠的厚度以允許針202的整個(gè)穿 刺尖端200在與浮子66b接觸前能夠埋藏在可穿透頭部126b中之外，構(gòu)造同前所述。通過(guò) 允許穿刺尖端200完全埋藏在可穿透頭部126b中，波紋管形成帳篷狀或樣品在變形的波紋 管內(nèi)淤積的情況得以減少。浮子66b可以由固體剛性材料制成。當(dāng)針202進(jìn)一步推進(jìn)時(shí)， 浮子66b發(fā)生移位以允許流體，例如血液，環(huán)繞浮子66b流動(dòng)并且進(jìn)入管204。在離心過(guò)程 中，浮子66b與波紋管結(jié)構(gòu)70b重新接合。
[0115] 在又一個(gè)實(shí)施例中，如圖32-33所示，類似于圖26-29的描述，波紋管組件70c可 以包括可穿透頭部126c，所述可穿透頭部有加厚的靶區(qū)域71c，其作用是當(dāng)穿刺尖端（未顯 示）穿過(guò)其中時(shí)用以抵抗形成帳篷狀或者變形。通過(guò)減少波紋管形成帳篷狀的效果，機(jī)械 分離器從封閉件提前脫離的情況也減少了。相應(yīng)地，是離心力的應(yīng)用而非穿刺尖端與機(jī)械 分離器的接合導(dǎo)致壓載組件68c縱向移動(dòng)，從而允許機(jī)械分離器44c從封閉件42c釋放。優(yōu) 選地，可以在鄰近封閉件42c的波紋管組件70c的周圍設(shè)置制動(dòng)環(huán)，用來(lái)將機(jī)械分離器44c 緊固在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0116] 按照本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，如圖34所示，機(jī)械分離器600可以包括浮子668、波 紋管670和本文件中所描述的壓載672。在一種構(gòu)造中，浮子668可以帶有位于浮子668內(nèi) 部622之中的可移動(dòng)栓塞620。在一個(gè)實(shí)施例中，可移動(dòng)栓塞620可以由與浮子668相同的 材料制成，在另一個(gè)實(shí)施例中，可移動(dòng)栓塞620可以由與浮子668的密度基本相同的材料制 成。在又一個(gè)實(shí)施例中，可以在浮子668制成后將可移動(dòng)栓塞620插入到浮子668的內(nèi)部 622之中。
[0117] 某些情況下，機(jī)械分離器600包括帶有可移動(dòng)栓塞620的浮子668是有利的。例 如，某些檢測(cè)程序要求樣品沉積在樣品采集容器內(nèi)，為了將樣品中的輕相和重相分開，還要 求樣品采集容器經(jīng)受離心力的作用，如本文件中所描述。一旦樣品已經(jīng)被分離，樣品采集容 器和其中的樣品可以冷凍，例如放于大約_70°C的溫度中，隨后再解凍。在冷凍過(guò)程中，樣 品的重相可能膨脹，從而促使樣品柱在樣品采集容器中向上推進(jìn)并且經(jīng)過(guò)浮子668的部分 所述內(nèi)部622,因此干涉位于輕相和重相之間的屏障。為了減小這種體積膨脹效應(yīng)，在浮子 668的內(nèi)部622中配備了可移動(dòng)栓塞620,如圖34A所示。
[0118] 一旦樣品在樣品采集容器（未顯示）中分為輕相和重相，樣品就可以冷凍。在冷 凍過(guò)程中，樣品的高密度部分會(huì)向上膨脹。為了防止向上推進(jìn)的樣品的高密度部分干涉輕 相，同時(shí)為了防止樣品的高密度部分逸出浮子668,可移動(dòng)栓塞620隨著樣品重相的膨脹向 上推進(jìn)，如圖34B所示。
[0119] 在冷凍過(guò)程中，可移動(dòng)栓塞620可適于隨著存在于浮子668內(nèi)部622內(nèi)的高密度 物質(zhì)的膨脹柱發(fā)生適應(yīng)性推進(jìn)。在此，希望可移動(dòng)栓塞620可以通過(guò)波紋管670的上部671 限制在上限中，如圖34C-34D示意性示出的。在該構(gòu)造中，波紋管670的上部671的彈性可 以充當(dāng)可拉伸氣囊的角色，將可移動(dòng)栓塞620限制在機(jī)械分離器600內(nèi)。
[0120] 根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，可移動(dòng)栓塞620可以帶有橫向孔623,在初始位置時(shí)，所述橫 向孔與浮子668內(nèi)的橫向孔624基本對(duì)準(zhǔn)，如圖35所示；而且在移位位置時(shí)，所述橫向孔基 本被浮子668的阻塞部分625所阻塞，如圖36所不。在一個(gè)實(shí)施例中，可移動(dòng)栓塞620的 橫向孔624與可移動(dòng)栓塞668的縱軸R基本垂直設(shè)置。
[0121] 在該構(gòu)造中，取樣后，在離心力作用于機(jī)械分離器的過(guò)程中，捕獲在浮子668的內(nèi) 部622之中的空氣可以通過(guò)可移動(dòng)栓塞的橫向孔623和浮子668的橫向孔624排出，并且 從機(jī)械分離器600釋放出去。具體來(lái)說(shuō)，空氣可以從浮子668和波紋管670之間排出，如此 處所描述。當(dāng)可移動(dòng)栓塞620向上推進(jìn)時(shí)，可移動(dòng)栓塞620的橫向孔623與浮子668的阻 塞部分625對(duì)準(zhǔn)，這可以防止樣品通過(guò)橫向孔623從可移動(dòng)栓塞620和浮子668的內(nèi)部622 逸出。
[0122] 可移動(dòng)栓塞620的推進(jìn)可以完全是被動(dòng)的，并且可以順應(yīng)樣品的外加冷凍條件。 某些情況下，在隨后樣品解凍時(shí)，也可以將可移動(dòng)栓塞620設(shè)置成返回到其初始位置。
[0123] 盡管本發(fā)明以位于管內(nèi)鄰近開口端的機(jī)械分離器進(jìn)行描述，在此同樣還考慮到機(jī) 械分離器可以位于管底，例如固定在管底。由于在離心過(guò)程中機(jī)械分離器能夠穿過(guò)樣品向 上游走，所以該構(gòu)造對(duì)于血液樣品不會(huì)凝結(jié)成塊的血漿應(yīng)用尤其有用。
[0124] 本發(fā)明的機(jī)械分離器包括浮子，所述浮子直到分離器經(jīng)受離心力作用時(shí)都會(huì)一直 接合于部分波紋管結(jié)構(gòu)或者與部分波紋管結(jié)構(gòu)鎖定。因此，在使用中，本發(fā)明的機(jī)械分離器 使裝置提前啟動(dòng)的現(xiàn)象以及在穿刺尖端界面提供了更穩(wěn)定的靶區(qū)域以減少樣品在封閉件 下淤積的現(xiàn)象最少化。另外，浮子的外部與壓載的內(nèi)部之間縮小的間隙可以最小化所收集 的流體相（例如血清和血漿）的損失。
[0125] 盡管本發(fā)明就機(jī)械分離器組件的幾個(gè)不同的實(shí)施例和使用方法進(jìn)行了描述，但本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不背離其范圍和精神的情況下作修改和變動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)械分離器，包括： 波紋管結(jié)構(gòu)，所述波紋管結(jié)構(gòu)包括第一端、第二端和位于所述第一端和第二端之間的 能變形的波紋管； 浮子；以及 能夠相對(duì)于所述浮子縱向移動(dòng)的壓載組件，所述壓載組件包括第一壓載部分和第二壓 載部分，所述第二壓載部分通過(guò)所述波紋管結(jié)構(gòu)的一部分與第一壓載部分連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中所述浮子具有第一密度，所述壓載組件具有 高于所述浮子的第一密度的第二密度。
3. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中所述浮子附接在所述波紋管結(jié)構(gòu)的所述第一 端的一部分上，所述壓載組件附接在所述波紋管結(jié)構(gòu)的所述第二端的一部分上，附接的所 述浮子和所述波紋管結(jié)構(gòu)之間還包括用來(lái)保持所述浮子相對(duì)于所述波紋管結(jié)構(gòu)的固定關(guān) 系的能釋放的干涉接合。
4. 如權(quán)利要求3所述的機(jī)械分離器，其中所述能釋放的干涉接合適于在離心時(shí)釋放。
5. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中所述波紋管結(jié)構(gòu)限定有內(nèi)部，且所述浮子被 能釋放地保持在所述波紋管結(jié)構(gòu)的所述內(nèi)部的一部分之中。
6. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中所述第一壓載部分和第二壓載部分圍繞所述 機(jī)械分離器的縱軸相對(duì)地定向。
7. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中所述浮子包括頭部，所述頭部限定有貫穿所 述頭部的開口，所述開口允許空氣從所述浮子的內(nèi)部向所述機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。
8. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中所述波紋管包括排氣狹縫，該排氣狹縫用以 允許空氣從所述浮子的內(nèi)部向所述機(jī)械分離器的外部區(qū)域排出。
9. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)械分離器，其中所述波紋管包括排氣狹縫，該排氣狹縫用以 允許空氣從由所述波紋管的內(nèi)部和所述浮子的外部限定的腔向所述機(jī)械分離器的外部區(qū) 域排出。
10. -種機(jī)械分離器，包括： 浮子； 能夠相對(duì)于所述浮子縱向移動(dòng)的壓載組件；以及 波紋管結(jié)構(gòu)，所述波紋管結(jié)構(gòu)包括第一端、第二端和在所述第一端和所述第二端之間 的能變形的波紋管，其中，所述浮子附接在所述波紋管結(jié)構(gòu)的所述第一端的一部分上，壓載 組件附接在所述波紋管結(jié)構(gòu)的所述第二端的一部分上，附接的所述浮子和所述波紋管結(jié)構(gòu) 之間還包括用于保持所述浮子相對(duì)于所述波紋管結(jié)構(gòu)的固定關(guān)系的能釋放的干涉接合，其 中所述壓載組件包括多個(gè)壓載部分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)械分離器，其中所述壓載組件包括第一壓載部分和第二 壓載部分，所述第二壓載部分通過(guò)所述波紋管結(jié)構(gòu)的一部分與第一壓載部分連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)械分離器，其中所述第一壓載部分和所述第二壓載部分 沿著所述機(jī)械分離器的縱軸相對(duì)地定向。
13. -種分離組件，所述分離組件能夠?qū)⒘黧w樣品分離為第一相和第二相，所述分離組 件包括： -管，所述管具有至少一個(gè)開放端、第二端和在所述開放端與所述第二端之間延伸的側(cè) 壁； -封閉件，所述封閉件適于與所述管的所述至少一個(gè)開放端密封接合，所述封閉件限定 有凹部；以及 -機(jī)械分離器，所述機(jī)械分離器能釋放地接合于所述凹部中，該機(jī)械分離器包括： 浮子； 能夠相對(duì)于所述浮子縱向移動(dòng)的壓載組件；以及 波紋管結(jié)構(gòu)，所述波紋管結(jié)構(gòu)包括第一端、第二端和在所述第一端和第二端之間的能 變形的波紋管，其中所述浮子通過(guò)所述浮子與所述第一端的一部分之間的能釋放的干涉接 合而附接在所述第一端的所述一部分上，所述能釋放的干涉接合用于保持所述浮子相對(duì)于 波紋管結(jié)構(gòu)的固定關(guān)系，所述壓載組件附接在所述第二端的一部分上，其中所述壓載組件 包括第一壓載部分和第二壓載部分，所述第二壓載部分通過(guò)所述波紋管結(jié)構(gòu)的一部分與第 一壓載部分連接。
14.如權(quán)利要求13所述的分離組件，其中所述第一壓載部分和所述第二壓載部分沿著 所述機(jī)械分離器的縱軸相對(duì)地定向。
【文檔編號(hào)】B01L3/14GK104353511SQ201410482346
【公開日】2015年2月18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】R·G·埃利斯, C·A·巴特勒斯, K·漢德蘭德, J·W·克勞福德 申請(qǐng)人:貝克頓·迪金森公司