專利名稱：用于在自動分析儀中吸出和分配液體的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝置的改進(jìn)，該裝置用于從試樣容器吸出液體例如全血、并且將精確體積的吸出液體分配到多個反應(yīng)室和/或反應(yīng)池從而進(jìn)行隨后的混合，以便制備用于分析或者視情況而定的進(jìn)一步加工的吸出液體。本發(fā)明在血液學(xué)、流式細(xì)胞術(shù)和血液化學(xué)領(lǐng)域特別有用，其中所述領(lǐng)域中經(jīng)常需要高精度地分配相對很少體積(例如，1-30微升)的全血和/或制備的血液樣品。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行生物學(xué)液體樣品比如血液、尿液及其他體液樣品的測試中，通常要將在密封的試管或小瓶中的樣品提供給自動分析儀。一旦接受試管，分析儀就會自動地將其輸送至吸出位置。在該吸出位置，抽吸探針的尖銳尖端會刺入密封層(典型地為橡皮塞)并且進(jìn)入樣品體積。在從其容器吸出一部分樣品后，隨后將各個相對很少體積的在I和30微升之間的等分樣品分配到分析儀內(nèi)的不同的反應(yīng)室和/或反應(yīng)池以用于加工和/或分析。雖然一些定量分析，例如，紅細(xì)胞和白細(xì)胞記數(shù)，在分配的樣品體積精度上要求極其精確，但其他更多的定性分析則在分配體積上不需要這樣精確。通常，自動血液分析儀的液體吸出和分配裝置是下述兩種類型之一 (i) 一種類型是將血樣吸入具有把吸出的液體分成多個精確的等分以用于隨后的分配的作用的采血閥或“BSV”，和(ii)另一種類型是使用與抽吸探針相連的精確注射泵將一部分樣品從其容器抽出、然后將多個計量體積的吸出樣品通過相同的抽吸探針排至或分配至反應(yīng)室或反應(yīng)池。出于顯而易見的原因，后一種類型的吸出/分配裝置經(jīng)常被稱作“抽取和排出”裝置。在許多貝克曼考爾特公司制造的自動血液儀器(例如，MAXM 和LH750 型血液分析儀)中，多個BSV被用于將吸出的分析用血樣分成精確的體積。在這些儀器中使用的典型的BSV米取多兀件剪切閥組件(mult1-element shear valve assembly)的形式，包含兩個以上相面對的、可選擇性地彼此相對移動的平面墊片或平板，以限定兩種不同的構(gòu)造；即，(a) “加載型”構(gòu)造，其中吸出的血樣能夠完全通過閥組件的內(nèi)部和外部通路而被輸送；以及(b) “分割/分配型”構(gòu)造，其中穿過閥組件的特定通路(稱作“等分腔室”)的精確體積的樣品被分割或從充滿閥組件的其余血液樣品中分離，并且被放置，從而被另一種液體比如稀釋劑或在樣品制備工序中使用的試劑從閥中驅(qū)逐或排出。通常，墊片之一具有穿過其的鉆孔，該孔限定了相對小的等分腔室；作為另一種選擇，閥門墊片之一的平面表面上設(shè)有表面溝，該表面溝可以與相鄰墊片的相面對的平面表面一起精確地限定期望體積的待分配的樣品液體。還有一種普遍的情況是，BSV上設(shè)有一個以上的外部環(huán)狀管體，該管體選擇性地與BSV的內(nèi)部通道相通；這些環(huán)的內(nèi)體積限定附加的、相對大的、當(dāng)閥在其加載構(gòu)造中時變得充滿血液的等分腔室。已經(jīng)設(shè)計出上述各種類型的BSV，并且許多已經(jīng)在專利文獻(xiàn)中公開；參見，例如，通常是美國專利No. 4，896，546,5, 158，751、以及5，460，055的公開內(nèi)容。就分配的樣品體積的精確度而言，BSV是“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。得到這樣的設(shè)備中等分腔室的尺寸以取得精確的體積是相對簡單的事情。但是，因?yàn)锽SV包含難以制造并且難以以一種方式組裝的精確部分的組件以使得閥門按預(yù)期操作并且沒有滲漏，因此BSV使液體分配系統(tǒng)增加了相當(dāng)大的成本。另外，由于普通BSV的實(shí)際尺寸和它們的相關(guān)硬件，這些設(shè)備通常被定位得離開分析儀的樣品抽吸探針一些距離，并且適當(dāng)長度的管體被用于把探針與各個采樣閥連接起來。因此，有利的是必須從試樣容器中吸出相對大體積的樣品(例如，約250-300微升)以便充滿一系列BSV和它們的互相連接的管體。典型地，在吸出的樣品體積之外，至多約30%曾被用于分析，而其余的則最終被洗掉廢棄。除了位于離抽吸探針相當(dāng)大的距離之外，BSV經(jīng)常被定位于離開可利用它們提供的分割的樣品的反應(yīng)室和反應(yīng)池相當(dāng)大的距離；因此，除要求相對大量的樣本之外，普通的BSV要求大體積的無反應(yīng)性稀釋劑或其他液體，所述無反應(yīng)性稀釋劑或其他液體用于驅(qū)逐被分割的樣品體積經(jīng)過連接BSV和反應(yīng)室及反應(yīng)池的管體。因?yàn)樗鼈円笙鄬Υ蟮臉颖倔w積，有時結(jié)合上述類型BSV的血液儀器包括輔助的抽吸探針，該輔助的抽吸探針被直接地連接于BSV，無需任何插入(樣品消耗)的管體。該輔助的抽吸探針在儀器內(nèi)部是不可移動的，并且通常位于儀表殼體外側(cè)，以便能手動地將開口的樣品容器暴露給探針以用于抽吸。因此，剛一手動地移動試樣容器以便將輔助探針的頂端浸沒于樣品中時，該樣品就從探針中被直接吸入BSV，從而很少浪費(fèi)樣品。同時這些輔助的探針和BSV組件能夠被用于吸出并精確地分割非常小體積的樣品，如同可以從嬰兒和新生兒中得到樣品那樣，手工提供樣品的要求顯著地減少了儀器的流量。另外，顯示出在未密封的容器中用于吸出樣品的需要增加了操作者暴露于傳染性疾病的可能性。關(guān)于上述用于吸出和分配液體的注射泵(抽吸和排出)通路(approach)，該通路相比BSV通路無疑成本較小并且復(fù)雜度較小。另外，從較少浪費(fèi)待分析樣品的觀點(diǎn)看，其是有益的。注射泵通路依賴于活塞或液體路徑中隔膜的精確移動。當(dāng)活塞或隔膜沿牽拉(抽吸)方向移動時，在探針中產(chǎn)生負(fù)壓，造成樣品通過探針尖端而被抽入探針和與之相聯(lián)系的管體。當(dāng)活塞或者隔膜沿推進(jìn)(排出)方向移動時，產(chǎn)生正壓，通過探針尖端將剛吸出的一部分樣品進(jìn)行分配(或者排出)。顯而易見，這吸出和分配樣品的方法的精度取決于活塞或者隔膜沿相反的方向移動的精度。而步進(jìn)馬達(dá)控制的注射泵已知能夠滿足將進(jìn)行的一些樣品制備工序的體積精度要求，精確分配10微升以下的樣品的任務(wù)可能成問題，尤其當(dāng)待分配的體積近似為分配以后探針中殘留的體積時。因此，在注射泵通路相比BSV通路具有數(shù)種優(yōu)點(diǎn)的同時，難以重復(fù)地控制各個分配等分的體積精度。在申請人為1. T. Siddiqui的美國專利No. 6，322，752公開的方案中，公開了一種用于吸出和分配血液樣品等的“混雜”裝置。在一種實(shí)施方式中，剪切閥組件(即，BSV)被直接地連接于抽吸探針，并且可與其一起移動。該探針在儀器內(nèi)部在至少兩個垂直面上是可移動的，一個垂直面使其能夠移入試樣容器和從中移出以便接近其中的液體，而另一個垂直面使探針能夠相對于各個將向其分配精確體積的吸出液體的反應(yīng)室和反應(yīng)池移動。在一種加載構(gòu)造中，剪切閥使吸出的樣品能夠通過探針、然后通過組件的剪切型墊片之一中的等分腔室、并且最終通過在閥組件上游側(cè)上的管體而被抽至位于抽吸泵和剪切閥門之間的血液檢測器。一旦檢測到吸出的體積的前沿已經(jīng)達(dá)到剪切閥的上游點(diǎn)，剪切閥就在其“分割/分配”構(gòu)造中被操作，在該構(gòu)造中剪切閥用作(a)在其等分腔室內(nèi)部將吸出的液體部分分離、和(b)在抽吸探針的內(nèi)部體積內(nèi)部捕獲吸出的液體；用這樣的方式，該組件提供了兩個精確等分的液體用于分配。一旦在其分割/分配構(gòu)造中操作剪切閥，就能夠在剪切閥內(nèi)部和探針內(nèi)部通過將它們連接到不同的正壓源(例如，稀釋劑泵)來將捕獲的等分液體從等分腔室中驅(qū)逐。同時，所有已經(jīng)從試樣容器中吸出的以及用于充滿剪切閥和其上游線路的未使用的血液被沖洗廢棄。而上述專利所述的混雜裝置能夠分配高精度體積的分析用樣品，該裝置被認(rèn)為存在一些缺陷，這是因?yàn)槠鋬x能分配相對小的總體積的血液樣品，即，探針中和剪切閥的等分腔室中包含的血液樣品。另外，在剪切閥的上游側(cè)浪費(fèi)大量的樣品。更進(jìn)一步地，一旦剪切閥已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)以分割不同等分的樣品時，抽吸探針僅能分配在剪切閥和探針內(nèi)部捕獲的液體樣品體積；其在儀器中不能同時地用以取得其他目的。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述討論事項，本發(fā)明的目的在于提供一種用于吸出和分配生物學(xué)液體的改進(jìn)的混雜裝置，其可以提供上述BSV裝置的精度、以及注射泵(抽吸-排出)裝置的低容量特征。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于吸出、分割并分配液體樣品的裝置，其能夠利用幾乎所有的從試樣容器中吸出的樣品液體，因此減少現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域裝置特有的不用的體積。本發(fā)明的又一個目的在于提供一種改進(jìn)的液體采樣閥，其使液體吸出和分配裝置能夠同時地以“抽吸-排出”模式操作，同時將精確體積的來自等分腔室的液體在液體采樣閥內(nèi)部進(jìn)行分配。根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種新的和改進(jìn)的液體采樣閥用于在方法和裝置中使用，該裝置用于從容器中吸出液體(例如，全血)并且用于將多個精確等分的這種液體分配到不同的腔室，例如用于制品分析。與已知的現(xiàn)有BSV型閥相反，本發(fā)明的液體采樣閥被構(gòu)造成使抽吸探針(閥門可操作地與其相連)能夠以吸出-分配(即，抽吸-排出)模式使用，同時該閥門可以同時地運(yùn)轉(zhuǎn)以便儲存并設(shè)置用于分配一個以上精確等分的此前已經(jīng)通過抽吸探針被吸入閥的液體。優(yōu)選新的液體采樣閥包含多元件剪切閥組件，該組件限定一個以上其中能夠臨時儲存精確體積的液體樣品的等分腔室。一旦把液體樣品吸入液體采樣閥的等分腔室，并且以一種具有分割和配置液體等分以便用于隨后分配的作用的方式操作該閥門，那么在位于閥門上游的泵、優(yōu)選在用于最初將生物學(xué)液體吸入閥門中等分腔室的相同的泵所提供的壓力下，該閥門繼續(xù)使額外的液體樣品能夠通過該閥以及與其相連接的抽吸探針而被選擇性地吸出或分配。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供新的和改進(jìn)的裝置用于，在自動分析儀器中吸出和分配液體樣品。這樣的裝置包含
(a)適合于進(jìn)入試樣容器以便在這樣的容器內(nèi)部吸出液體樣品(例如，血液樣品)的抽吸探針；(b)用于在互相垂直的平面上選擇性地推進(jìn)抽吸探針、以使得探針能夠從間隔開來的不同的容器中吸出(或者分配)液體的傳輸系統(tǒng)；
(c)可操作地與抽吸探針相連接的液體采樣閥，這樣的液體采樣閥限定至少一個用于臨時儲存精確體積的待分配的液體樣品的等分腔室；以及
(d)可操作地與液體采樣閥相連接、并且可選擇性地進(jìn)行如下操作的泵
(i)通過抽吸探針并通過液體采樣閥抽出液體樣品以便充滿等分腔室；或 ( )通過抽吸探針分配吸出的液體樣品。
該液體采樣閥被設(shè)計成可選擇性地以下述模式操作
(i)吸出模式，其中在泵的影響下被抽吸探針吸出的液體樣品將經(jīng)過液體采樣閥，并且同時充滿或“加載”其等分腔室；或者· ( )分割/分配模式，其中在等分腔室內(nèi)部的液體被設(shè)置得通過外力而從剪切閥分配，同時液體能夠被泵通過抽吸探針并通過液體采樣閥而被吸出、或者被分配。參照下述優(yōu)選的實(shí)施方式，對照附圖，可闡明本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)。附圖中類似附圖標(biāo)記代表類似的部分。


圖1A-1C是顯示用于吸出和分配液體的現(xiàn)有技術(shù)的混雜裝置的操作的示意圖；圖2是體現(xiàn)本發(fā)明的血液分析儀一部分的示意圖；并且圖3A-3D是在圖2所示裝置中使用的優(yōu)選液體采樣閥的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖，圖1A-1C大略地顯示了用于吸出和分配放置于具有橡膠密封S的容器C內(nèi)的全血樣品WBS的現(xiàn)有技術(shù)裝置10。這樣的裝置是普通的自動化儀器系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)被設(shè)計成計數(shù)、區(qū)分或者分析包含全血樣品的不同類型紅細(xì)胞和白細(xì)胞。上述美國專利No. 6，322，752對該血液吸出和分配裝置作了詳盡的描述，其包含具有尖銳末端11的中空的抽吸探針AP，末端11具有穿透樣品容器上的密封層S以接近其中液體樣品的作用。抽吸探針具有剛性連接于血液采樣閥BSV的近端12。在該裝置中，抽吸探針和與其剛性連接的BSV被安裝用于橫向運(yùn)動，S卩，垂直于它們沿其移動以接近容器內(nèi)樣品的垂直方向的移動，借此橫向運(yùn)動，抽吸探針能夠?qū)⑵錁悠返确址峙淙肱c試樣容器橫向間隔開來的腔室。如圖所示，BSV基本上是剪切閥組件，包含三個面對面的墊片P1、P2和P3，各個墊片具有多個特地設(shè)于其上的鉆孔B。該剪切型墊片可彼此相對地移動，以便選擇性地引起它們的各個鉆孔或者變成一直線，借此液體能夠在相鄰的墊片之間流動；或者不重合，借此防止液體這樣的流動。在圖1A中，剪切閥顯示為樣品加載構(gòu)造，其中血液樣品能夠在真空泵VP的負(fù)壓下被抽入或者吸入并且穿過在三個剪切型墊片上的三個成一直線的鉆孔，然后進(jìn)入與成一直線的鉆孔在頂部墊片P3處相連接的導(dǎo)管14。當(dāng)導(dǎo)管14內(nèi)吸取的血液達(dá)到血液檢測器BD時，信號被傳遞至可控制所有系統(tǒng)部件操作的可編程序邏輯和控制單元(LCU)，所述系統(tǒng)部件包括BSV、真空泵VP、開/閉閥門V1-V6、以及稀釋劑泵DP1-DP3。IXU然后運(yùn)轉(zhuǎn)以便使真空泵不活動，并且調(diào)節(jié)剪切型墊片P1-P3的相對位置至圖1B中所示位置，借此從吸出的血液體積中分割或分離兩個精確等分(Al和A2)的全血用于分析。同時，剪切閥墊片上的不同鉆孔變得排列成一直線，借此精確等分Al和A2的全血能夠被分配而用于分析。被中間墊片P2中形成的鉆孔的內(nèi)體積限定的較小等分Al被用于確定紅細(xì)胞(RBC)計數(shù)，而被中間墊片P2下游的抽吸探針的內(nèi)體積限定的較大等分A2被用于白細(xì)胞(WBC)計數(shù)和分析。優(yōu)選，等分Al的體積被墊片P2的厚度和其中的鉆孔直徑所限定。典型地，將用于RBC分析的等分Al的體積選擇在I微升和10微升之間。相對大體積的等分A2被抽吸探針AP的內(nèi)體積加上剪切墊片Pl中通過其吸出樣品的鉆孔的體積所限定。典型地，該體積的等分在200微升和300微升之間。在適當(dāng)?shù)倪t滯后，IXU以分配模式(圖1C中所示)操作裝置10，該分配模式中，閥門V4-V6被打開，并且稀釋劑泵DP1-DP3被啟動而驅(qū)逐等分樣品至用于樣品制備的不同的池，并且沖洗未使用的血液樣品至廢物容器。更具體地講，RBC泵DPl運(yùn)轉(zhuǎn)以將驅(qū)逐等分Al的預(yù)定體積的稀釋劑分配至RBC池，由該RBC池抽出并分析稀釋的、并混合的RBC樣品。WBC泵DP2運(yùn)轉(zhuǎn)以將驅(qū)逐等分A2的預(yù)定體積的稀釋劑分配至WBC池，在該WBC池中，不同的試劑(例如溶解試劑、染色試劑等)被加入從而提供一種適當(dāng)?shù)臉悠酚糜赪BC分析。而且稀釋劑泵P3運(yùn)轉(zhuǎn)以沖洗其中的血液樣品導(dǎo)管26?；谇笆龅拿枋鲋校瑥钠淅速M(fèi)相當(dāng)大體積的吸出血樣，即位于BSV上游的所有血液樣品的觀點(diǎn)看，可以評價圖1A-1C大略所示的裝置是不利的。如圖3C所示，所有這樣的血液最終被稀釋劑泵DP3洗去廢棄。此外，應(yīng)當(dāng)注意，在剪切閥和抽吸探針各自的內(nèi)容物被流空以前，這些裝置不能用于其他目的，例如，抽吸探針不能以抽吸-排出模式被使用來進(jìn)一步加工樣品。現(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置液體吸出和分配裝置20來克服上述圖1A-1C所示的液體吸出和分配裝置的不足。參見圖2，本發(fā)明的裝置20被描述成血液分析系統(tǒng)一部分的具體實(shí)施方式
，該系統(tǒng)包括多個反應(yīng)室RC1-RC4，在這些反應(yīng)室中，預(yù)定體積的全血樣品與各種試劑混合來調(diào)節(jié)用于特定類型分析的樣品。例如，在反應(yīng)室RCl中，可以將相對微小和精確的體積(例如，約15微升)的全血與預(yù)定體積的合適稀釋劑混合，從而提供一種精確稀釋的樣品，該稀釋樣品在確定樣品紅細(xì)胞數(shù)是有用的。在反應(yīng)室RC2中，可以將較大但精確的體積的全血與合適的溶細(xì)胞試劑、穩(wěn)定劑和稀釋劑混合，從而提供了一種適于樣品中多種類型和濃度的白細(xì)胞的差異分析的白血球樣品。在反應(yīng)室RC3中，可以將一定體積的血液樣品與適合于差別染色或別的標(biāo)記某一類型細(xì)胞例如網(wǎng)織紅細(xì)胞的熒光染料混合。一旦在腔室RC3中標(biāo)記了這些細(xì)胞，那么預(yù)定體積將被轉(zhuǎn)移至反應(yīng)室RC4，在該反應(yīng)室RC4中，標(biāo)記的細(xì)胞樣品被進(jìn)一步制備(例如，稀釋)用于分析。如圖所示，各個反應(yīng)室包含被蓋子部分24密封的杯狀部分22，蓋子部分24上具有適合于接受預(yù)定體積血液樣品的中心開口 24A。另外，反應(yīng)室的蓋子部分上設(shè)有多個端口，通過端口可以引導(dǎo)各種試劑與樣品反應(yīng)，并且通過端口可以從反應(yīng)室中抽取制備的樣品用于分析。每一個反應(yīng)室在其基部都具有出口，殘余的內(nèi)容物(在除去用于分析的部分后)通過出口能夠被沖洗為廢物W。仍然參見圖2，本發(fā)明的液體吸出和分配裝置20包含抽吸探針AP、新的并且改進(jìn)的液體采樣閥LSV、以及雙向泵30。抽吸探針具有尖銳的末端，適合于刺穿在樣品容器C頂上的密封層S。以普通方式安放抽吸探針，用于分別沿豎向和橫向，即，Z向和X向移動，從而使探針尖端能夠進(jìn)入樣品容器C或者反應(yīng)室RC1-RC4中的任何一個。在申請日為2005年3月23日的美國專利申請公開No. 2006-0216208的詳細(xì)描述中，公開了用于可動地安放抽吸探針進(jìn)行這樣的移動的合適的裝置，即X/Z向驅(qū)動機(jī)構(gòu)，現(xiàn)將其主題內(nèi)容引入本發(fā)明作為參考。泵30優(yōu)選是具有可移動調(diào)節(jié)器的普通注射器，該注射器沿第一方向移動可以通過抽吸探針吸出液體、并且沿相反的方向移動可以從探針尖端分配液體。因此，裝置20的抽吸探針既可用于吸出又可用于分配試樣材料。裝置20的關(guān)鍵部件是液體采樣閥LSV，其剛性地安放在儀器構(gòu)架內(nèi)部合適的位置。不同于現(xiàn)有技術(shù)中的BSV，本發(fā)明的液體采樣閥使抽吸探針能夠以吸出/分配模式持續(xù)操作，其中在該閥已運(yùn)行至其等分腔室位置從而被經(jīng)過這些腔室并且借此將儲存液體驅(qū)至反應(yīng)室等的試劑或稀釋劑清空后，液體能夠沿兩個方向經(jīng)過該閥。參考圖3A-3D所示的剖析立體示意圖，可以最好地理解液體采樣閥的各種部件及其操作。圖3A和3B分別是前視圖和后視圖，顯示了閥的等分腔室正在填充或“加載”樣品液體時閥部件的相對位置。圖3C和3D分別是前視圖和后視圖，顯示了樣品等分正從閥中被分配時同樣的閥部件。如圖所示，液體采樣閥是剪切閥組件，包含三個面對面的圓盤形的閥門墊片，即，前墊片F(xiàn)P、中間墊片MP、和后墊片RP。在使用中，三個墊片相接觸地被設(shè)置在經(jīng)過各個墊片中的中心開口 31的轉(zhuǎn)軸(未顯示)上。未圖示的延伸的銷構(gòu)件嚙合前墊片和后墊片外圍的相同的槽33，并且具有防止這些墊片繞它們的支撐軸旋轉(zhuǎn)的作用。同樣的銷構(gòu)件優(yōu)選如圖3B-3C所示地嚙合形成于中間墊片外圍的較大的槽34 ;因?yàn)殇N比槽34更窄，故中間墊片能夠旋轉(zhuǎn)約15或20度的角度，其移動的程度由槽34的寬度確定。優(yōu)選每一個墊片由無反應(yīng)性的陶瓷材料制成，并且墊片的平整的、面對面的表面被拋光，以防止當(dāng)墊片相接觸地設(shè)置時液體從閥組件內(nèi)部的出口和通路滲漏。在附圖中顯示的采樣閥被設(shè)計成可提供血液樣品(或其他液體)的兩個精確等分SI和S2用于分析或加工。等分SI明顯小于S2，并且其體積被直接地通過中間墊片MP而形成的鉆孔B2的體積所限定；這樣，鉆孔B2是用于SI的等分腔室，并且其體積當(dāng)然由墊片厚度和鉆孔直徑確定。等分S2部分地由弧形的外部管體T的內(nèi)體積所限定，該管體T呈環(huán)L形，從后墊片RP上形成的兩個間隔的鉆孔B3和B4延伸并返回。因此，等分S2的體積是外部管體T的內(nèi)體積和鉆孔B2及B3的各自體積的總和。注意，在圖3B中，鉆孔B3和B4因圍繞各個孔的錐口孔區(qū)域而顯示出相對大的直徑，以便于環(huán)形管體安放在后墊片上。仍然參見圖3A和3B，前墊片F(xiàn)P外表面中的向前延伸的端口 35與抽吸探針AP通過未圖示的軟管相連接。端口 35與在前墊片上形成的鉆孔BI成一直線。因此，在其樣品加載模式中，吸出的液體樣品將經(jīng)過鉆孔BI，并且進(jìn)入形成在中間墊片MP向前表面上的表面凹槽Gl。凹槽Gl呈弧形，并且其曲率中心與支撐軸的中心軸A重合。凹槽Gl面向在前墊片F(xiàn)P后側(cè)上的平整表面，因此限定了樣品經(jīng)過的弧形通路。凹槽Gl的對面是在前墊片F(xiàn)P朝后表面上徑向延伸的凹槽G2。并且與凹槽G2的一部分相對的是中間墊片MP上限定樣品等分SI的鉆孔B2。鉆孔B2與鉆孔B3(在后墊片RP上形成)成一直線，其依次始終與管體T和鉆孔B4保持液體連通。在加載模式中，鉆孔B4與中間墊片MP上的鉆孔B5、并且與前墊片F(xiàn)P上的鉆孔B6成一直線。和抽吸泵30相連接的出口 36與鉆孔B6剛性連接。因此，通過剛剛描述的鉆孔和凹槽的設(shè)置，吸出的樣品將通過附接其上的抽吸探針進(jìn)入端口 35，填充等分腔室SI和S2，并且通過出口 36、以及通過導(dǎo)向抽吸泵的互相連接的導(dǎo)管排出。為了分配在等分腔室中的液體樣品，剪切閥組件的中間墊片MP被旋轉(zhuǎn)至圖3C和3D中所示的分割/分配位置。在該位置，不同的凹槽/鉆孔的組合將使第一試劑“試劑I”能夠從中間墊片MP上的鉆孔B2中驅(qū)逐樣品等分SI，并且使第二試劑“試劑2”能夠從外部管體T、以及從鉆孔B3和B4中驅(qū)逐樣品等分S2。同時，并且最重要地，泵30能夠通過抽吸探針、以及通過其中閥門經(jīng)由其“加載”液體樣品的同樣的端口 35和36連續(xù)地從液體容器C吸出和分配樣品液體。如何進(jìn)行該過程描述如下。在圖3C和3D中，液體采樣閥被顯示為其分割/分配構(gòu)造，其中，中間墊片MP相對于保持固定的前墊片和后墊片逆時針方向旋轉(zhuǎn)了約15度(如圖3C所示)。在該模式中，進(jìn)入進(jìn)料口 35的液體樣品將再次遇到凹槽G1，但在加載模式期間吸出的液體是在凹槽的相對端處遇到凹槽。凹槽I的相對端現(xiàn)在與前墊片上的鉆孔B6相對。因此，進(jìn)入進(jìn)料口 35的吸出樣品將被立即導(dǎo)向穿過與出口 36相連接的鉆孔B6。這樣，本發(fā)明的液體吸出和分配裝置能夠以吸出/分配(抽吸和排出)模式連續(xù)操作，將樣品吸至液體采樣閥的上游側(cè)(即，泵側(cè))，同時采樣閥已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)以配置待分配的樣品等分SI和S2。在旋轉(zhuǎn)至其分割和分配的位置上，中間墊片MP運(yùn)轉(zhuǎn)，以便從在加載模式期間形成的液體路徑剪切等分SI和S2，并且配置這樣的等分用于分配。通過引導(dǎo)試劑I穿過前墊片F(xiàn)P上的第一試劑進(jìn)入口 40，實(shí)現(xiàn)了等分SI的分配。通過前墊片上的凹槽G3，試劑I路徑變得與中間墊片上的鉆孔B2成一直線。該進(jìn)入的試劑將樣品等分SI驅(qū)逐出鉆孔B2并使其穿過后墊片上的鉆孔B7，然后使其穿過與鉆孔B7成一直線的第一試劑出口孔42。通過引導(dǎo)試劑2穿過從后墊片RP延伸的第二試劑進(jìn)口 50，實(shí)現(xiàn)了等分S2的分配。出口 50與后墊片上的鉆孔B8相連接。一旦經(jīng)過鉆孔B8，試劑2會遇到中間墊片后表面上的弧形凹槽G4。凹槽G4具有移動試劑液體路徑使之與鉆孔B4成一直線(圖3A中所示)的作用。因此，當(dāng)試劑2進(jìn)入鉆孔B4時，其會將分離的樣品等分S2排出到在后墊片RP上形成的鉆孔B3中。一旦遇到中間墊片MP后表面上的凹槽G5，排出的樣品的路徑將與后墊片RP上形成的鉆孔B9成一直線，并且等分S2將從閥門組件上露出來，穿過與鉆孔B9成一直線的第二試劑出口52。應(yīng)當(dāng)注意，液體采樣閥被顯示為包含附加的端口、凹槽和鉆孔；但是，如上所述，附加的元件都不對閥的操作產(chǎn)生任何影響。已經(jīng)描述了優(yōu)選的包含圖2所示血液分析系統(tǒng)中液體吸出和分配裝置20的液體采樣閥LSV的結(jié)構(gòu)與操作，現(xiàn)在可以描述系統(tǒng)的操作。假定上述的液體樣品是待以普通方式分析的全血樣品。通常，在吸出樣品之前，所有的導(dǎo)管加注清潔劑或稀釋劑。為了減少在吸出的樣品和該清潔劑之間的任何擴(kuò)散，通過在探針尖端進(jìn)入樣品之前瞬間啟動注射泵30，在抽吸探針尖端產(chǎn)生較小的空氣間隙。此后，抽吸探針被驅(qū)動向下刺穿容器密封層S(如果容器被密封的話)、并且進(jìn)入全血樣品。以負(fù)壓(抽吸)模式操作注射泵30以便抽出樣品，使其穿過導(dǎo)向液體取樣閥的軟管55。當(dāng)抽吸開始時，系統(tǒng)將開始監(jiān)控第一光電血液檢測器BDl的輸出，該光電血液檢測器在檢測空氣間隙后，將監(jiān)控整個血液樣品以保證不含任何會損害待分配的樣品體積精確性的氣泡。在吸出的樣品已經(jīng)經(jīng)過液體采樣閥、并且已經(jīng)從出口 36排出并進(jìn)入第二軟管56后，第二血液檢測器BD2將探測導(dǎo)入的空氣間隙，并且發(fā)信號給系統(tǒng)邏輯和控制單元(IXU)表明吸出的樣品已經(jīng)被載入LSV。在證實(shí)血液樣品被第二血液檢測器BD2檢測后，IXU將啟動適合于引起LSV的中間墊片MP旋轉(zhuǎn)至其樣品分割/分配位置(圖3C和3D中所示)的機(jī)械驅(qū)動器58，借此分離樣品等分SI和S2并配置它們以用于分配。試劑泵吸系統(tǒng)(未顯示)于是將被啟動，以便將試劑I和2推入采樣閥，目的在于將分離的樣品等分SI和S2驅(qū)至反應(yīng)室RCl和RC2各自的進(jìn)入端口 60。軟管61和62將取樣閥的出口 42和52直接連接至反應(yīng)室的進(jìn)口。同時，裝置20自由地以抽吸-排出模式操作，其中，該模式能夠分配幾乎所有此前吸出的過量樣品以加載LSV，并且隨后從容器或任何反應(yīng)室吸出和分配更多的樣品。如上所述，在通過液體采樣閥完成樣品等分SI和S2的分割后，抽吸探針隨時可被移入和移出系統(tǒng)的不同反應(yīng)室，例如，引起系統(tǒng)內(nèi)部不同液體的移動用于后續(xù)加工。這樣做，注射泵將首先推動液體樣品以使其完全充滿抽吸探針。注射泵于是將通過控制注射器調(diào)節(jié)器的移動而分配預(yù)定的相對大體積(例如，至少10微升)的液體。樣品混合和/或附加的試劑材料的釋放具有洗滌探針尖端中的樣品液滴的作用。在反應(yīng)室內(nèi)攪拌試劑也將保證液體分配的相對高的精度，優(yōu)選通過步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動的注射泵控制攪拌。在抽吸探針從一個反應(yīng)室移到另一個反應(yīng)室之前，系統(tǒng)通過使用例如探針洗滌器70洗滌探針的外側(cè)，其中探針洗滌器70具有其中探針可滑動地安裝在其內(nèi)的洗滌室72。稀釋劑或者清洗液在壓力下被提供至探針洗滌室，并且最終的流出物被沖洗為廢物W。在探針洗滌工序期間，注射泵將排出少量樣品，以使探針去掉來自前面的反應(yīng)室的任何污染試劑。去除污物后的這種樣品還將確保液體樣品被加注于探針尖端。在制備一些分析用血液樣品時，樣品制備通常要求多個步驟。如上所述，網(wǎng)織紅細(xì)胞的分析經(jīng)常要求這些細(xì)胞被選擇性地用熒光染料等染色。因此，在樣品在LSV內(nèi)分割之后，可以將抽吸探針移動至其可進(jìn)入反應(yīng)室RC4的位置，反應(yīng)室RC4含有熒光染色劑。一旦在其中分配血液樣品用于染色，在徹底的清洗操作以后，該探針可以被再次使用，用于從反應(yīng)室RC4吸出一部分染色的樣品并且將染色的樣品輸送到反應(yīng)室RC3，在反應(yīng)室RC3中，通過使用例如步進(jìn)電動機(jī)控制的注射泵，染色樣品被精確地分配。應(yīng)注意，雖然注射泵尤其優(yōu)選地用于實(shí)施本發(fā)明，但顯然能夠使用任何精確的泵吸系統(tǒng)來推進(jìn)液體沿相反的方向經(jīng)過液體采樣閥。根據(jù)前面的描述，優(yōu)選已經(jīng)設(shè)計高度有利的裝置用于在分析儀器中吸出并分配液體。本發(fā)明的裝置本質(zhì)上是“混雜”，因?yàn)槠浣M合了上述BSV和實(shí)現(xiàn)液體分配的抽吸-排出方法這兩者。本發(fā)明的裝置具有如下有益的技術(shù)效果，即在高通量血液儀器中使用的液體采樣閥(例如BSV)數(shù)量的減少(例如，三倍)，這是因?yàn)榻柚诒阋说枚嗟挠糜诜峙湟后w的抽吸-排出手段，能夠省去一些液體采樣閥。另外，通過利用幾乎所有的吸出樣品，即，通過組合并分配LSV上游和下游所有的樣品作為一種連續(xù)試樣，得到分析結(jié)果可以僅需要通過使用用于在分析儀器中分配液體的現(xiàn)有技術(shù)裝置所必需的樣品體積的約一半。通過上述特別優(yōu)選的實(shí)施方式，已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明。然而，顯而易見，在不背離本發(fā)明精神的情況下，可以做出許多改變和變化，并且這樣的改變和變化理應(yīng)屬于附后的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種采用裝置在自動分析儀器中吸出和分配液體樣品的方法，所述裝置包含抽吸探針，其可操作地與泵相連接，適合于進(jìn)入試樣容器以便吸出在這樣的容器內(nèi)的液體樣品；傳輸系統(tǒng)；以及液體采樣閥，其可操作地連接在所述抽吸探針和泵之間，并且包含可限定至少一個分隔腔室用于臨時儲存精確體積的待分配的液體樣品的結(jié)構(gòu)；所述方法包含在互相垂直的平面上選擇性地推進(jìn)抽吸探針，以使得所述抽吸探針能夠從間隔開來的不同的容器中吸出或向其分配液體；所述泵選擇性地進(jìn)行以下模式的操作(i)通過所述抽吸探針并通過液體采樣閥抽出液體樣品以填充所述分隔腔室；和(ii)分配已經(jīng)通過所述液體采樣閥并通過抽吸探針吸入的液體樣品；并且所述液體采樣閥選擇性地進(jìn)行以下構(gòu)造的作(i)當(dāng)所述液體采樣閥處于加載構(gòu)造時，在泵的影響下被抽吸探針吸出的液體樣品在經(jīng)過液體采樣閥的同時充滿所述分隔腔室；和(ii)當(dāng)所述液體采樣閥處于分割/分配構(gòu)造時，在所述分隔腔室內(nèi)的液體處于受外力而被從所述剪切閥中分配的狀態(tài)下，在所述泵的作用下通過所述抽吸探針選擇性地吸出和分配液體樣品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述泵是步進(jìn)馬達(dá)控制的注射泵。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述液體采樣閥為包含多個相面對、并且相接觸的閥門墊片的剪切閥組件，每個所述閥門墊片所具有的結(jié)構(gòu)與相鄰閥門墊片的結(jié)構(gòu)相配合，從而在所述剪切閥組件內(nèi)部限定出不同的液體流徑，所述方法進(jìn)一步包含所述閥門墊片中的至少一個可相對于所述閥門墊片中的其他閥門墊片移動至第一位置，從而限定出加載構(gòu)造，在該加載構(gòu)造下，第一分隔腔室被設(shè)置于第一液體流徑內(nèi)，由所述泵通過所述抽吸探針并通過所述閥組件吸出的液體所充滿，以及所述閥門墊片中的至少一個可相對于所述閥門墊片中的其他閥門墊片移動至第二位置，從而限定出分割/分配構(gòu)造，在該分割/分配構(gòu)造下(i)所述第一分隔腔室內(nèi)的液體處于應(yīng)外力被推動的狀態(tài)，從而將該液體從所述第一分隔腔室沿第二液體流徑分配，并且(ii)通過所述泵，液體能夠經(jīng)由所述閥組件并沿著第三液體流徑被吸出或分配。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一分隔腔室由穿過所述閥門墊片之一的鉆孔所限定。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述剪切閥組件包含三個相鄰的閥門墊片， 其中，所述鉆孔形成在所述三個閥門墊片中中間的墊片內(nèi)。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第二分隔腔室設(shè)置在所述第一液體流徑中， 所述方法進(jìn)一步包含當(dāng)所述液體采樣閥處于加載構(gòu)造時，所述第二分隔腔室被通過所述液體采樣閥吸出的液體所充滿；并且當(dāng)所述液體采樣閥處于分割/分配構(gòu)造時，所述第二 分隔腔室內(nèi)部的液體處于應(yīng)外力被推動的狀態(tài)，從而從所述第二分隔腔室沿第四液體流徑被分配。
全文摘要
裝置(20)用于在分析儀器例如血液儀器中吸出和分配液體樣品，其包括液體采樣閥(LSV)，該液體采樣閥運(yùn)轉(zhuǎn)時可分割并配置一個以上精確體積的已經(jīng)被泵(30)吸入閥門的液體樣品，同時該液體采樣閥使裝置能夠以吸出/分配(抽吸-排出)模式運(yùn)轉(zhuǎn)，該模式中液體樣品能夠被泵例如注射泵選擇性地驅(qū)動而沿相反的方向經(jīng)過該閥。
文檔編號G01N35/10GK102998474SQ20121030879
公開日2013年3月27日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者威廉·W·李, 威廉·J·凱西, 克雷格·R·魏納, 卡洛斯·R·岡薩雷斯, 喬斯·M·卡諾, 羅伯托·德瓦萊, 圣地亞哥·加爾維斯 申請人:貝克曼考爾特公司