專利名稱：反應卡匣及檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置及方法，特別是涉及一種用以檢測液體樣品的生化檢測裝置及方法。
背景技術：
醫(yī)學體外診斷在現(xiàn)今醫(yī)療工業(yè)上扮演相當重要的角色，其可用以定性或定量地量測人體體液中各種生物指標的變化，以提供疾病診斷或治療指標等資訊。一般來說，上述檢測技術需要搭配各種檢測設備及量測儀器，并進行各種試液的配置。在檢測過程中，使用者可能需要徒手采集血液或其他體液樣品，不但可能污染樣品，更讓使用者暴露在被感染的風險中。此外，樣品在檢測過程中，可能需要與不同試劑進行反應，若由操作人員依需要在不同時間依序加入不同試劑，不但增加了檢測程序的復雜度及且可能延長了整體檢測時間。另一方面，如何安全且便利地回收及處理檢測后的廢液也是一大問題。鑒于此，有必 要提供一種可克服現(xiàn)有技術的限制、在檢測上及在廢液處理上都可更加便捷且安全的檢測裝置及方法。

發(fā)明內容
鑒于先前技術所存在的問題，本發(fā)明提供了一種用以檢測液體樣品的檢測裝置以及使用此檢測裝置進行檢測的方法。本發(fā)明的裝置及方法可適用于各種化學檢測、醫(yī)學檢測、或需要進行多個試劑混合步驟的其他類似生化檢測。在一實施例中，本發(fā)明的裝置及方法可用以執(zhí)行分析檢測程序，此程序包含了液體樣品(如血液樣品)與液態(tài)試劑及其他反應物(如抗體)間的多個反應步驟。根據(jù)反應后液體樣品的光學特性，可檢測液體樣品中一或多個分析物的含量。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于生化檢測的反應卡匣，包含:一第一空間，用以容納一液體，且具有圓弧邊角及方向朝上的一第一開口 ；一第二空間，具有一第二開口，其中該第二開口的方向與該第一開口的方向垂直，其中該第一空間及該第二空間配置使得當轉動該反應卡匣時，在該第一空間的該液體流動至該第二空間；一第三空間，位于該第一空間之下且具有一第三開口，其中該第三開口的方向與該第一開口的方向相同，及其中一凸點陣列設置于該第三空間以造成該液體流動的擾流；以及一內分隔壁，連接該第二開口及該第三開口，以提供該第二空間及該第三空間之間的一液體流通通道。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于生化檢測的檢測裝置，包含:一用于生化檢測的反應卡匣以及一采樣件。所述反應卡匣包含:一第一空間，用以容納一液體，且具有圓弧邊角及方向朝上的一第一開口 ；一第二空間，具有一第二開口，其中該第二開口的方向與該第一開口的方向垂直，其中該第一空間及該第二空間配置使得當轉動該反應卡匣時，在該第一空間的該液體流動至該第二空間；一第三空間，位于該第一空間之下且具有一第三開口，其中該第三開口的方向與該第一開口的方向相同，及其中一凸點陣列設置于該第三空間以造成該液體流動的擾流；以及一內分隔壁，連接該第二開口及該第三開口，以提供該第二空間及該第三空間之間的一液體流通通道。所述采樣件包含:一采樣管，用以吸取一液態(tài)樣品；一吸收區(qū)，其內部設置有一吸收材料；以及一儲存器，用以儲存一液態(tài)試劑。本發(fā)明的其他方面，部分將在后續(xù)說明中陳述，而部分可由說明中輕易得知，或可由本發(fā)明的實施而得知。本發(fā)明的各方面將可利用后附的權利要求中所特別指出的元件及組合而理解并達成。需了解，前述的一般說明及下列詳細說明均僅作舉例之用，并非用以限制本發(fā)明。


從上述的本發(fā)明各實施例的詳細描述，且結合所伴隨的附圖，將能更完全地理解及體會本發(fā)明，其中附圖為:圖1為本發(fā)明的一實施例繪示的生化檢測裝置100的分解示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的反應卡匣底座104的平面示意圖；圖3A及圖3B分別為本發(fā)明一實施例的檢測裝置300的正視及后視的實物照片所繪制的圖；圖4A及圖4B分別為本發(fā)明實施例的檢測裝置100的透視示意圖，圖4C為本發(fā)明實施例組合后的生化檢測裝置的側面示意圖；圖5A-圖5F為本發(fā)明檢測裝置所進行檢測液體樣品各檢測步驟的示意圖。主要元件符號說明100 檢測裝置102 采樣件104 反應卡匣105 外蓋106 條碼標簽107 光學量測區(qū)域110 手持部112 儲存器113 橫梁114 采樣管115 導引件116 凸塊120 吸收區(qū)122 吸收材料125 導斜面126 卡合部
130第一空間131第一開口132第二空間133第二開口134第三空間135第三開口137凸點陣列140外壁141細小溝槽142入口143吸收空間144入口150內壁152內壁152a 第一曲壁152b第二曲壁154內壁156內壁158內壁160防錯件162反應卡匣背墻上緣172第一傾斜面174第二傾斜面300檢測裝置302采樣件304反應卡匣316鋁箔502采樣件504反應卡匣520吸收區(qū)522吸收材料530第一空間532第二空間570混合物570’混合物580反應物材料
具體實施例方式本發(fā)明揭露一種用以分析液體樣品所含成分的檢測裝置及其使用方法，其可提供更方便且更安全的檢測程序。為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照下列描述并配合圖1中的A部分至圖5F的附圖，其中類似的元件符號代表類似的元件。然以下實施例中所述的裝置、元件及程序步驟，僅用以說明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的范圍。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實施例繪示的生化檢測裝置100的分解示意圖，其包含一采樣件102、一反應卡匣底座104、以及一外蓋105密封于該反應卡匣底座之上。所述生化檢測裝置100較佳者是由注塑成型法將光學級透明材料模鑄制成。為減少側光干擾，所述生化試劑反應匣的表面則以霧面處理。細小溝槽或凹線(例示于圖2的元件141，通稱超音波線)設置于反應卡匣底座104的側壁上，以增加反應卡匣底座104與外蓋105超音波黏合的良率。再者，一條碼標簽106貼附于試劑反應匣外蓋105表面的霧面上，當該生化試劑反應匣插入量測裝置之后，其通過一光學量測區(qū)域107實施量測程序，此量測裝置可感測到儲存于條碼標簽106的內建參數(shù)。此外，所述條碼標簽106可加密或不加密，最佳地為加密處理。所述采樣件102，例如一采樣匣包含一儲存器112配置以儲存各種液態(tài)試劑以及一吸收區(qū)120內含一吸收材料。在采樣件的吸收區(qū)120的一側設置至少一個卡合部126，用以與反應卡匣的卡角151固定且平穩(wěn)放入反應卡匣中，并防止再次使用導致污染或量測誤差等問題。此外，在卡合部126的下部提供導斜面125，使增加卡合部與卡角卡合時的平順度。再者，至少一導引件115設置于該儲存器112上，在組合該采樣件102與該反應卡匣104時，使得該采樣管114易對準該第一空間132。采樣管114用以吸取待測的液體樣品(如血液)。較佳地，采樣管114是通過毛細作用進行取樣。儲存器112中所儲存的液態(tài)試劑可通過鋁箔(圖1未繪示，請參考圖3B中的元件316)加以密封。一凸塊116設置在鄰近采樣管114的一橫梁113上。當采樣件102置入反應卡匣104的過程中，上述鋁箔將由反應卡匣104通過摩擦或刮除等方式輕易地移除。所述凸塊116作為一倒鉤，在組合該采樣件與該反應卡匣時，卡在反應卡匣背墻的上緣162并隨著橫梁113 —起斷裂，使得該鋁箔易于剝除。當鋁箔被刮起時，提供平順卷起鋁箔的功效，并減緩試劑儲存槽中真空現(xiàn)象，避免因真空現(xiàn)象導致試劑殘留的問題。請參閱圖1中的B部分，在內部空間中，反應卡匣104包含一內分隔壁150，定義一吸收空間143。所述反應卡匣104還包括一第一空間130、一第二空間132、及一第三空間134。各個第一空間130、第二空間132、及第三空間134分別具有容納液體的功能。一第一傾斜面172設置于該第二空間132與該第三空間134之間，使得該液體平滑地流過。一第二傾斜面174設置于該第三空間與該吸收區(qū)之間，使得該液體平滑地流過。由一第一曲壁152a及一第二曲壁152b所構成的圓弧邊角于第一空間中，用以提供液體試劑得以完全平順地由第一空間流至第二空間，增加液體流動的順暢性。一凸點陣列137設置于第三空間中。當液體試劑流至第三空間后，會因第三空間具有凸點137而使得液體中造成紊流，而提高試劑間的反應速率及增加量測準確性。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的反應卡匣底座104的平面示意圖,其表面具有細小的超音波溝槽。細小溝槽或凹線141形成于反應卡匣底座的側壁頂部上。通過超音波震蕩結合反應卡匣底座與外蓋，在接觸的表面之間，由于超音波作用而產生局部高熱，進而促進反應卡匣粘合的良率。圖3A及圖3B分別為依據(jù)本發(fā)明一實施例的檢測裝置300的正視及后視的實物照片所繪制的圖。在此實施例中，檢測裝置300所包含的采樣件302以及反應卡匣304由光學級透明材料所制成，且采樣件302還包含用以密封液態(tài)試劑的鋁箔316。圖4A及圖4B分別顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的檢測裝置100的透視示意圖，其包含一采樣件102以及一反應卡匣104。所述采樣件102包含一采樣管114、用以儲存各種液態(tài)試劑的一儲存器112、以及內設有一吸收材料122的一吸收區(qū)120。吸收區(qū)120為具有一開孔的中空未密合區(qū)域，其中開孔可例如位于吸收區(qū)120的下方，以方便置入及取出吸收材料122。吸收材料122可包含具有高吸收性的各種材料，例如棉花、海綿、濾紙等。所述采樣管114用以吸取待測的液體樣品(如血液)。較佳地，采樣管114是通過毛細作用進行取樣。在所采樣的樣品為血液的實施例中，儲存器112可根據(jù)所要檢測的成分(例如葡萄糖、膽固醇、或特定病毒的含量等等)，而儲存各種可與血液樣品反應的液態(tài)試劑，例如抗體溶液、反應酵素溶液等。儲存器112中所儲存的液態(tài)試劑可通過鋁箔(未繪示)加以密封。應了解的是，除了鋁箔之外，也可采用易形變且可提供液體密封功能的其他材料，例如塑料膜或經防水處理的紙材等。一凸塊116 —端貼附于該鋁箔，設置位于該采樣管114旁的一橫梁113上。圖4C顯示根據(jù)本發(fā)明實施例組合后的生化檢測裝置的側面示意圖。當采樣件102置入反應卡匣104的過程中，上述鋁箔將由反應卡匣104通過摩擦或刮除等方式將所述鋁箔輕易地移除。所述凸塊116作為一倒鉤，在組合該采樣件與該反應卡匣時，卡在反應卡匣背墻的上緣162并隨著橫梁113 —起斷裂，使得該鋁箔易于剝除。于組合采樣件102與反應卡匣104的過程中，必須非常小心以避免在此過程中發(fā)生樣品交互污染。此外，采樣件102可還包含一手持部110，以方便使用者操作。手持部110較佳為一弧形結構，然也可為其他利于使用者握持或施力的形狀。繼續(xù)參考圖4B，反應卡匣104包含一外壁140，其定義一內部空間，且外壁140具有通往內部空間的2個入口 142及144。在內部空間中，反應卡匣104還包含一內壁150、一內壁152、一內壁154、一內壁156、一內壁158、一第一空間130、一第二空間132、及一第三空間134。第一空間130、第二空間132、及第三空間134具有容納液體的功能。第一空間130具有方向朝上的第一開口 131，且第二空間132具有方向與第一開口的方向垂直的一第二開口 133。第一空間130及第二空間132的相對位置配置為當轉動反應卡匣104時，第一空間130中的液體可流動至第二空間132。在圖4A所示的實施例中，可通過順時針轉動反應卡匣104，使第一空間130中的液體在重力作用下經由內壁152流入第二空間132。內壁154延伸自第二空間132，用以在液體自第一空間130進入第二空間132的過程中，避免液體的泄漏。第三空間134位于第一空間130之下且具有方向與第一開口的方向相同的一第三開口 134。內壁156連接第二開口 132及第三開口 134，以提供第二空間132及第三空間134之間的一液體流通通道。如圖4A及圖4B所示，內壁150設置于入口 142及144之下，當采樣件102自入口142及144插入反應卡匣104內，內壁150可用以導引及定位采樣件102的插入。應了解，內壁150所設置的位置及角度將隨采樣件102的結構不同而有所不同。另一方面，內壁158連接至第三空間134，用以在當采樣件102插入反應卡匣104時，提供第三空間134與吸收區(qū)120之間的一液體流通通道。當采樣件102插入反應卡匣104時，采樣件102背部的鋁箔可很輕易地被掀起及去除，而使儲存器112中的液態(tài)試劑及采樣管114中的液體樣品流入第一空間130。液態(tài)試劑及液體樣品在第一空間130混合及反應后，可轉動反應卡匣104以通過重力的導引而使液態(tài)試劑及液體樣品的混合物進入第二空間132，并可在第二空間132進行光學量測(例如測定其光學密度(Optical Density, 0.D.))以分析此液體混合物的特性。接著，轉動反應卡匣104，使液態(tài)試劑及液體樣品的混合物可通過重力的導引而經由內壁156進入第三空間134，其中第三空間134的內部表面事先涂布一反應物材料(例如抗體或酵素等)，使得液體樣品、液態(tài)試劑、及反應物材料可在第三空間134混合及反應。接著，再次轉動反應卡匣104，使液體樣品、液態(tài)試劑、及反應物材料三者的混合物經由內壁156再次回到第二空間132，以進行第二次的光學量測。量測結束后，轉動反應卡匣104使液體混合物經由內壁156及158而流入采樣件102中的吸收區(qū)120，使液體混合物由吸收區(qū)120中的吸收材料122吸收而可輕易地移除。采樣件102與反應卡匣104結合后，可置入一檢測儀器(圖未示)，此檢測儀器用以根據(jù)一預先設定的流程轉動反應卡匣104，使液體樣品、液態(tài)試劑、及反應物材料可依預定順序進行混合及量測。因此，反應卡匣104可更包含一防錯件(error-proof) 160,用以避免反應卡匣104以錯誤方向置入檢測儀器。在一實施例中，防錯件160為與外壁140相連的一突出物。反應卡匣104的材質可例如為玻璃、樹脂、或其他各種透明材料，且可使用各種熟此技術者所熟知的方法制作，例如注塑成形技術(Injection-Molding)等。在一實施例中，反應卡匣104以一體成型的方式制作。圖5A-圖5F繪示根據(jù)本發(fā)明檢測裝置所進行檢測液體樣品各檢測步驟的示意圖。首先，將液態(tài)試劑儲存于采樣件中并使用采樣件吸取液態(tài)樣品，并將反應物材料涂布于反應卡匣中第三空間的表面。必須有足夠的混合度方能導致精確的檢測結果。接著，參考圖5A，將采樣件502插入反應卡匣504中，使采樣件502中液態(tài)試劑與液態(tài)樣品以圖5A中箭頭所示方向(圖示中無對應符號)流入反應卡匣504中的第一空間530中。接著，搖動反應卡匣504，使液態(tài)試劑與液態(tài)樣品可均勻混合及反應為一第一混合物570。此外，由圖5A可看出，反應卡匣504的第三空間534中涂布有反應物材料580，其中反應物材料580為一不具流動性的涂膜，因此不會隨反應卡匣504的轉動而產生流動。在一實施例中，可采用涂抹或噴涂的方式形成反應物材料580于第三空間534的表面。接著，參考圖5B，將反應卡匣504以順時針方向轉動，使液態(tài)試劑與液態(tài)樣品的第一混合物570以圖5B中箭頭所示方向流入反應卡匣504中的第二空間532。在一實施例中，轉動角度為順時針方向約70度至110度，較佳為90度，然不在此限。接著，對第二空間532中的第一混合物570進性一光學量測。在一實施例中，以660nm波長的光量測第二空間532中的第一混合物570的光學密度。接著，參考圖5C，將反應卡匣504以逆時針方向轉動，使第一混合物570以圖5C中箭頭所示方向流入反應卡匣504中的第三空間534。在一實施例中，轉動角度為逆時針方向約70度至110度，較佳為90度，然不在此限。接著，搖動反應卡匣504，使第一混合物570與第三空間534中的反應物材料580充分混合及反應而形成一第二混合物570’。接著，參考圖5D，將反應卡匣504以順時針方向轉動，使液態(tài)試劑、液態(tài)樣品、及反應物材料所形成的第二混合物570’流入反應卡匣504中的第二空間532。在一實施例中，轉動角度為順時針方向約70度至110度，較佳為90度，然不在此限。接著，對在第二空間532中的第二混合物570’進行光學量測。在一實施例中，以660nm波長的光量測第二空間532中的第二混合物570’的光學密度。于先前步驟中，所量測的光信號可轉換為電信號，并進行后續(xù)的分析及比較程序，以據(jù)此推算出液態(tài)樣品中特定成分的比例或濃度。由于先前步驟均在第二空間732中進行光學量測，因此可消除例如由反應卡匣的外壁材料所造成的背景雜訊。接著，參考圖5E及圖5F，將反應卡匣504以逆時針方向緩慢地旋轉，使第二混合物570’先流入第三空間534、再流入采樣件502中的吸收區(qū)520，而由吸收區(qū)520中的吸收材料522所吸收，以避免廢液溢出而造成環(huán)境污染或危害人體。在一實施例中，轉動角度為逆時針方向約160度至200度，較佳為180度，然不在此限。在上述檢測過程中，反應卡匣504的轉動可通過一檢測儀器根據(jù)一預定規(guī)則而自動地進行，使本發(fā)明的液態(tài)試劑、液態(tài)樣品、及反應物材料可依照預先設定的順序移動至反應卡匣504中的不同空間以及依序進行各種反應及量測步驟。因此，圖5A-圖5F所示的方法可減少使用者直接參與的步驟，舉例來說，使用者不需在檢測過程中進行試劑填加的步驟。另一方面，即使沒有使用檢測儀器而改用手動操作，由于上述實施例中的方法的每次轉動可均為約90度或約180度，因此操作上也相當簡單而不易出錯。此外，檢測結束后所剩下的廢液，也可輕松地通過轉動反應卡匣504而收集及處理。簡言之，上述實施例中的檢測裝置及檢測方法不但可提高檢測方便性、可避免人為操作的疏失、也可安全且簡便地收集及處理廢液。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權利要求；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述的權利要求內。
權利要求
1.一種用于生化檢測的反應卡匣，包含: 第一空間，用以容納一液體，且具有圓弧邊角及方向朝上的第一開口 ； 第二空間，具有第二開口，其中該第二開口的方向與該第一開口的方向垂直，其中該第一空間及該第二空間配置使得當轉動該反應卡匣時，在該第一空間的該液體流動至該第二空間； 第三空間，位于該第一空間之下且具有第三開口，其中該第三開口的方向與該第一開口的方向相同，及其中一凸點陣列設置于該第三空間以造成該液體流動的擾流；以及 內分隔壁，連接該第二開口及該第三開口，以提供該第二空間及該第三空間之間的一液體流通通道。
2.如權利要求1所述的反應卡匣，其中該反應卡匣由一光學級透明材料所制成。
3.如權利要求1所述的反應卡匣，其中一傾斜面設置于該第二空間與該第三空間之間，使得該液體平滑地流過。
4.如權利要求1所述的反應卡匣，還包含一外壁，該外壁定義一內部空間，其中該第一空間、該第二空間、該第三空間、及該內分隔壁設置于該內部空間中，該外壁包含至少一入口于該第一空間之上。
5.如權利要求4所述的反應卡匣，還包含一突出物，連接至該外壁，用以避免該反應卡匣以錯誤方向置入一檢測儀器。
6.如權利要求1所述的反應卡匣，還包含一外蓋，通過超音波封合法密封于該外壁與該內分隔壁之上。
7.一種用于生化檢測的檢測裝置，包含: 用于生化檢測的反應卡匣，包含: 第一空間，用以容納一液體，且具有圓弧邊角及方向朝上的第一開口 ； 第二空間，具有第二開口，其中該第二開口的方向與該第一開口的方向垂直，其中該第一空間及該第二空間配置使得當轉動該反應卡匣時，在該第一空間的該液體流動至該第二空間； 第三空間，位于該第一空間之下且具有第三開口，其中該第三開口的方向與該第一開口的方向相同，及其中一凸點陣列設置于該第三空間以造成該液體流動的擾流；以及 內分隔壁，連接該第二開口及該第三開口，以提供該第二空間及該第三空間之間的一液體流通通道；以及采樣件，包含: 采樣管，用以吸取一液態(tài)樣品； 吸收區(qū)，其內部設置有一吸收材料；以及 儲存器，用以儲存一液態(tài)試劑。
8.如權利要求7所述的檢測裝置，其中該反應卡匣由一光學級透明材料所制成。
9.如權利要求7所述的檢測裝置，其中一第一傾斜面設置于該第二空間與該第三空間之間，使得該液體平滑地流過。
10.如權利要求9所述的檢測裝置，其中一第二傾斜面設置于該第三空間與該吸收區(qū)之間，使得該液體平滑地流過。
11.如權利要求7所述的檢測裝置， 還包含一外壁，該外壁定義一內部空間，其中該第一空間、該第二空間、該第三空間、及該內分隔壁設置于該內部空間中，該外壁包含至少一入口于該第一空間之上。
12.如權利要求11所述的檢測裝置，還包含一突出物，連接至該外壁，用以避免該反應卡匣以錯誤方向置入一檢測儀器。
13.如權利要求7所述的檢測裝置，其中該采樣件經由該入口插入該反應卡匣內，且該反應卡匣還包含: 第二內分隔壁，與該第三空間連接，用以提供該第三空間與該吸收區(qū)之間的一液體流通通道；以及 第三內分隔壁，設置于該入口之下，用以導引該采樣件插入該反應卡匣。
14.如權利要求7所述的檢測裝置，其中該采樣件包含一對凸塊，位于該吸收區(qū)的表面上，以及該第三內分隔壁包括一延申端，當組合該采樣件與該反應卡匣時，該延申端卡在該對凸塊之間。
15.如權利要求14所述的檢測裝置，還包含至少一導引件，設置于該儲存器上，在組合該采樣件與該反應卡匣時，使得該采樣管易對準該第一空間。
16.如權利要求7所述的檢測裝置，其中該采樣件的該儲存器使用一鋁箔進行密封，且該鋁箔于該采樣件插入該反應卡匣的過程移除。
17.如權利要求13所述的檢測裝置，還包含一凸塊，設置位于該采樣管旁的一橫梁上，作為一倒鉤，在組合該采 樣件與該反應卡匣時，使得該鋁箔易于剝除。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于生化檢測的一反應卡匣以及包含所述反應卡匣的一檢測裝置。所述反應卡匣包含一第一空間、一第二空間、一第三空間、及一內分隔壁。第一空間用以容納一液體，且具有方向朝上的第一開口。第二空間具有一第二開口，其中第二開口的方向與第一開口的方向垂直，且第一空間及第二空間配置使得當轉動反應卡匣時，在第一空間的液體將流動至第二空間。第三空間位于第一空間之下且具有一第三開口，其中第三開口的方向與第一開口的方向相同，及其中一凸點陣列設置于該第三空間以造成該液體流動的擾流。內分隔壁連接第二開口及第三開口，以提供第二空間及第三空間之間的一液體流通通道。
文檔編號G01N21/17GK103105487SQ201210448339
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權日2011年11月10日
發(fā)明者陳思豪, 林岳暉, 陳君如 申請人:五鼎生物技術股份有限公司