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用于體外診斷的多學科自動分析儀的制作方法

文檔序號:5871177閱讀:213來源:國知局
專利名稱:用于體外診斷的多學科自動分析儀的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種用于體外診斷的自動分析儀,并且還涉及一種該儀器所使用的單 元容器。
背景技術
可將體外診斷(diagnostic in vitro)細分成使用不同檢測技術的多種學科。這 些技術涉及到對分析物進行定量、檢測含水的生物培養(yǎng)基中的酶活性等,即,在血清、血漿 或其它介質(zhì)上進行的測試,并且在這些測試中進行的檢測是反應過程的結果,這種反應過 程利用了試劑、待化驗介質(zhì)、以及一種或多種用于該反應的容器或消耗品??勺詣硬僮魅?和分配有關生成物的過程,并能夠按照要求進行檢測的器械、設備或機器完成計算和處理 數(shù)據(jù)并將結果以所要求的形式給出。特別地是,本發(fā)明大體上涉及下列用于完成檢測的技術利用血清或其他水性生物培養(yǎng)基進行的臨床化學或生化測試,在這些測試中所使 用的檢測原理主要是分光光度檢測法。按照不同的技術方法進行的免疫測試RIA (放射免疫測試)、IRMA (免疫放射測試),它們是利用放射性同位素且不容易 實現(xiàn)自動操作的測試,乳膠凝集測試,ELISA (酶聯(lián)免疫吸附檢測)、EIA (酶免疫檢測),利用分光光度檢測法進行的檢 測、利用冷光進行的熒光色譜圖或CLIA(化學發(fā)光免疫檢測)。血漿凝集測試,它們自身就是多種技術的結果,但其主要在于檢測形成凝塊的時 間。所有的這些分析所具有的共同之處在于,它們均利用取樣管要求進行檢測、評價或化驗諸如血清、血漿等的一種或多種分析物,一種或多種能夠使所選分析物顯露出來的試劑,根據(jù)在數(shù)量和時間上十分嚴謹?shù)某绦?,對每一種分析物進行特定分析處理的自動
裝置,用作反應器的固態(tài)消耗品(容器,管尖等),凈化和清洗的輔助試劑,用于凈化和清洗分析物和試劑的精確而嚴格的取樣,人機接口裝置,它能夠請求處理、裝載、要求、確認等,它的目的在于對處理后的文 件結果進行確認。最常見的是,自動分析儀專用于生物化學領域,而其它的用于免疫學和凝集物領 域。
有些儀器用于進行多種學科的檢測,但是這種儀器或者是極度復雜從而導致較高 的成本,或者僅是順序?qū)崿F(xiàn)多用途的目的,即它們不能逐個檔案地進行分析,并且它們需要 人工干預以便將其從一種檢測技術轉(zhuǎn)換成另一種。因此實驗室中有多種儀器,它們有時通過用于傳送標本管的系統(tǒng)相互連接。 它保持著這樣一種情況,即,每部儀器無論它是否處于一個系統(tǒng)中,均有自己的軟 件,自己的消耗品和自己特定的具體構造,這就需要對使用者進行專門的培訓,并意味著需 要在實驗室中投入更大的經(jīng)費支出。本發(fā)明能夠?qū)⑺械挠糜趯嶒炇抑械纳鲜黾夹g結合在一部儀器中,并且絕對降低 醫(yī)療成本,且滿足實驗室的這種需要,即具備更為簡單的、以縮短人員培訓期的設備。在醫(yī) 院的實驗室中常見的是,假定團隊中的機構和全體人員的交替,約五十人使用一部儀器,很 明顯這五十人并不是每一個人都受到過有關他們所用儀器的最佳的培訓。在系統(tǒng)可靠性和 操作失誤方面導致的結果是值得注意的,這種操作失誤會降低檢測結果的質(zhì)量,導致診斷 錯誤并增大運行成本。生物化學,免疫學和凝集物學科使用相同的儀器功能和相似的產(chǎn)物,但它們在檢 測過程方面顯示出了不同的要求。例如,生化檢測時間短從對標本和試劑樣品的采集到分光光度檢測結束,幾分鐘 足矣。免疫凝集物檢測也是此類處理的結果,并且它們是可利用生化裝置進行的檢測清 單中普通的一部分。不幸的是,它們的靈敏度有限,且它們僅覆蓋了免疫學需求的不多的一 部分。另一方面,利用其他方法進行的免疫檢測時間相對較長。此外,用于這些夾入式免 疫檢測的傳統(tǒng)分光光度檢測儀不可能獲得足夠的靈敏度。因而有必要使用熒光或優(yōu)選地使 用冷光來獲得所需要的靈敏度。在這種情況下,這種檢測技術并不使用在生物化學中所使 用的裝置。在凝集測試中,除了產(chǎn)生自不同的原因之外,困難還來源于這種檢測技術。特別地 是,所檢測的是從加入觸發(fā)試劑到出現(xiàn)凝塊的時間。取決于所采用的測試,這個時間可在幾 秒鐘到幾分鐘之間發(fā)生變化。在這段時間內(nèi),其中發(fā)生一系列酶促反應的反應器必須處于 不斷觀察中,以便能夠在十分之一秒內(nèi)提供準確的結果,該酶促反應導致出現(xiàn)纖維蛋白聚 合物和血栓。當檢測已經(jīng)啟動時,由于正是人們想要檢測的東西,因而不可能預先確定處理 的結果?,F(xiàn)在更容易理解為什么難于將這些檢測技術一起結合在同一部儀器上了,并且直 到現(xiàn)在還是以下的選擇分析儀,它逐個學科順序工作,以便消除暫時不相容處理的問題,混合設備,它是將每學科的多種專用設備并置而成的。已有將多種類型的檢測和/或分析集成在同一部設備中的情況。文獻EP 0325874 說明了一種允許兩類檢測的系統(tǒng),這兩類檢測是血栓的機械檢測,光度檢測或光密度計檢測,用于檢測止血效果的現(xiàn)象,但該現(xiàn)象不被凝集所反映。在止血法中,參數(shù)基本上是那些可通過有效凝集物定量的參數(shù),但其他的參數(shù)是在生物化學或免疫學(乳膠)中出現(xiàn),而且可在生化分析儀中進行檢測的參數(shù):ATIII (抗 凝血酶III)、血纖維蛋白溶酶原,D 二聚體等。現(xiàn)在,為了徹底滿足醫(yī)院止血科的需要,可取的是,在同一部儀器上提供該學科的 所有參數(shù),并因此能夠在這同一部儀器上簡單地進行實驗,這些實驗的處理方法在本質(zhì)上 是非常不同的。這個問題是通過采用稱為單元容器的反應器進行處理的,每個反應器具有按照獨 立方式管理的不同操作。然而,由于這些位于自動化裝置內(nèi)部的容器的輸送存在問題(W099/64839),或者 導致要在該設備中添加還使該裝置更為復雜或不利于其緊湊度和可靠性的容器分配器,因 此這種裝置仍然非常復雜。此外,使用專用容器并沒有在其自身上提供一種針對管理不同分析方法的解決方 案。特別是,時間較長(免疫學)或需要不斷觀察待測現(xiàn)象(凝集)的檢測處理一定不能 對處理較快(生物化學)的實驗構成障礙。最后,在同一部儀器上進行的實驗的多樣性對實驗之間以及急性疾病樣品之間的 污染提出了置疑。保持裝置的有效性變得困難且存在一定的問題。所使用的清洗系統(tǒng)消耗 了大量的清潔劑和凈化劑。大量廢水變得難于處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于制造一種自動分析儀,該儀器適應于多種用途且結構簡單,并 因而在制造和維護方面的花費相對較低,由此,通過減少每個實驗室中的儀器數(shù)量,使其運 行成本在很大程度上低于當前自動裝置的運行成本,從而有助于降低公共衛(wèi)生的花費。為此目的,本發(fā)明涉及的這種裝置包括反應單元容器模塊,用于利用不同檢測技術進行不同類型的測試,豎直軸轉(zhuǎn)子,它與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置相連并配設有水平的帶齒冕狀輪,所述冕狀輪定 出有用于接納單元容器的徑向向外的開口空腔,用于向帶齒的冕狀輪供應反應單元容器的裝置,用于向容器供應待分析的生物液體樣本的裝置,在所述冕狀輪周圍布置的站點,用于進行檢測和/或分析,所述這些站點中的一 些站點具有用于卸除/裝填容器的裝置,以用于在所述冕狀輪外側(cè)并在站點處進行檢測和 /或分析,由板載軟件控制的自動裝置,用于管理針對每個容器的所需處理順序。有利地是,該裝置可具有用于將所述容器的溫度維持在給定程度上的裝置。有利地是,用于保持容器溫度的裝置由向上開口的U形的固定環(huán)形元件構成,該 元件在帶齒的冕狀輪和環(huán)形結構之間定出了依靠可由公知裝置進行環(huán)形結構的溫度調(diào)節(jié) 的可進行調(diào)節(jié)溫度的空間。此外,環(huán)形結構在其與每個站點相對的外側(cè)分支上具有徑向開 口,容器可從該開口處被插入或取出。將環(huán)形傳導元件的溫度可有利地維持在37°C。根據(jù)上述特征可以得出,容器可在一個站點中,非常簡單地從環(huán)形元件上脫離下 來,以便在該站點中經(jīng)歷對它們的內(nèi)容進行分析的過程。該容器可保持用于進行所述分析所需要的時間,而不會妨礙驅(qū)動冕狀輪的運動,而驅(qū)動冕狀輪又同時確保位于其他檢測和 分析站點中的其他容器的傳送或?qū)⑵浔3衷谶m當?shù)奈恢蒙?。因此,需要相對長時間的分析 可在不重要的時間內(nèi)在特定站點中進行,而在其他站點中同時進行其他即時分析。在該裝置中,在環(huán)形元件范圍內(nèi),能夠在其外側(cè)分支上具有徑向開口,將這些開口 設置成與驅(qū)動冕狀輪的空腔開口相重合,從而能夠通過在冕狀輪的空腔和分析站點之間的 少許移動來傳送容器。根據(jù)本發(fā)明的一個特點,用于裝填/卸除容器的裝置由具有步進電動機的線性致 動器構成,該電動機帶有形成為柱體(cylinder)的螺桿裝置,并配設有用來確定致動器的 位置的光學傳感器。根據(jù)一種可能性,致動器在軸的端部具有形成推桿的槳板。根據(jù)另一種可能性,致動器是雙向動作致動器,并且它在軸的端部具有向上開口 的U形致動元件,該元件通常位于容器的移動路徑上。根據(jù)這種情況,致動器安裝在U形的環(huán)形元件上,或者安裝在位于容器的驅(qū)動冕 狀輪外側(cè)的站點的支架上。本發(fā)明的另一個特征在于該裝置的模塊化特性。它具有圍繞驅(qū)動冕狀輪分布的模 塊化組件。這些組合根據(jù)儀器的特性而產(chǎn)生。以非限定性示例的方式示出分光光度讀取 組件,熒光讀取組件,沉淀和清洗組件,冷光讀取組件,具有至少一個用于檢測凝集的站點 的組件,試劑添加組件,容器卸除組件。有利地是,該裝置具有至少一個用于檢測凝集的站點,該站點具有可將容器容納 于其中的可伸縮光叉,并且在光叉的一個分支上具有至少一個發(fā)光二極管,在光叉的另一 個分支上具有至少一個檢測光敏二極管。根據(jù)一個實施例,光叉具有一個基本上等于容器的橫向長尺寸的間隙,在該發(fā)光 二極管與該光敏二極管之間進行的吸光率讀取是沿容器的這個長尺寸進行的。該發(fā)光二極管可以是集成有若干具有不同波長的二極管的元件,并且將這些二極 管周期性地轉(zhuǎn)換,以便能夠在幾種波長下對凝塊的形成進行光學監(jiān)測。有利地是,該裝置具有至少一個用于對取樣和分配針進行清洗和/或凈化的槽, 該槽具有凈化液的供應源,并且清洗是通過使流體脈動并隨后將其吸走而實現(xiàn)的。這些設置能夠持續(xù)稀釋與針接觸的液體。根據(jù)一個實施例,該裝置具有放置容器的站點,在該站點處進行試樣的稀釋或等 分。該裝置能夠1)當轉(zhuǎn)子將容器設置在利用分光光度檢測的公知裝置的元件間時,對該容器進行 分光光度檢測,2)從轉(zhuǎn)子中將已完成分光光度檢測循環(huán)的容器卸除至廢物容器中,3)將給定容量的溶液存儲在作為免疫學檢測主題的容器中,該溶液包含有固定濃 度的直徑在IOOnm至900nm之間的磁性納米粒子,該磁性納米粒子表現(xiàn)出具有抗生物素蛋 白鏈菌素或抗生物素蛋白的功能的粒子特性,4)在經(jīng)過程序化的培養(yǎng)時間后,將作為免疫學檢測主題的容器從轉(zhuǎn)子中取出,并 將它們插入磁性沉淀和清洗組件中,而后再次將容器集成至轉(zhuǎn)子中,
5)將在沉淀和清洗組件中預先處理過的容器從轉(zhuǎn)子中取出,并將它們插入顯現(xiàn)和 讀取冷光的組件中,而后在檢測后將它們卸除至廢物容器中,6)在經(jīng)過程序化的培養(yǎng)時間后,將已容納血漿,如果需要,還容納有一種或多種凝 集試劑的容器取出,并將它們設置在一個或多個檢測單元中,以使得裝置B可在其中淀積 專門用于進行中的反應的觸發(fā)試劑,每個單元具有用于通過吸光率檢測凝塊的光學儀器, 而后將它們卸除至廢物容器中,7)當分析儀能夠穿透采樣管(真空采樣管)的塞子時,將容器移至專用單元或可 用于檢測凝集的單元中,以便將血清或血漿分配到該容器中,從而進行稀釋或等分。該裝置還能夠自動通過板載軟件管理這種功能性的組合,從而管理每個容器的所 需處理順序。該裝置還能夠清洗和凈化與試劑和(或)生物樣本相接觸的針和管。帶齒的冕狀輪是一種既能夠移動容器,又能進行生化實驗的檢測裝置。該冕狀輪 具有足夠數(shù)量的空腔,能夠同時管理所有學科的所有容器的傳送和反應培養(yǎng),以便獲得所 需的樣本處理速率。分析裝置必須具有適合于實驗室需要的處理速率,其中每天待處理的病例數(shù)量可 在數(shù)十到數(shù)百,或甚至是數(shù)千樣本之間變化。將用于不同技術和學科的設備互聯(lián)起來的自 動系統(tǒng)如上所述。這些系統(tǒng)毫無疑問為處理每天數(shù)百或數(shù)千管樣品的實驗室解決了問題, 但這類耗費可觀經(jīng)費的大型設備對于處理較少量病例的實驗室是不合適的。因而本發(fā)明的 目的在于,在花費合理成本的前提下,能夠使用一種裝置,它具有自動組件化管理實驗室系 統(tǒng)的優(yōu)點,且不具有所述系統(tǒng)在成本、復雜度和空間占用方面所具有的缺點。本發(fā)明能夠制造一種用于生物化學、免疫學和凝集的統(tǒng)一標準的實驗室工作臺。本發(fā)明并不特別針對每天處理超過200個樣本的大型實驗室。它設想提供一種用 于中小型實驗室,用于急癥實驗室,和用于讀取實驗室的理想裝置。例如,相應于這種說明的實驗室每天可具有如下的情況需要處理300個生化檢測,80個止血檢測,40個免疫學檢測。為了使設備滿足需要,它必須能夠在兩個小時的時間段內(nèi)完成這些每天待處理量 的約80%。總的來說,這種裝置的速率因而應該大于每小時170個檢測。計算顯示,對應于不同的學科,該速率因而應該為對于生物化學,每小時200個檢測,對于凝集,每小時120個檢測,對于免疫學,每小時60個檢測。如果對于生物化學和凝集物的平均處理時間為5分鐘,對于免疫學為30分鐘,這 意味著該裝置必須并行管理17個生化檢測,10個凝集物檢測,30個免疫學檢測。
也就是說,總共57個檢測。如果對于生物化學和凝集物,速率必須加倍,那么就需要并行管理34個生化檢測,20個凝集物檢測,30個免疫學檢測。也就是說,總共并行處理84個檢測。在本發(fā)明的裝置中,具有90個開槽的冕狀輪能夠處理這兩種類型的配置。處理速率將由用于對樣本和試劑進行移液操作的公知設備的容量,以及由針對輔 助組件完成任務的處理時間加以固定。本發(fā)明還涉及一種用于如上所述的分析裝置的單元容器,其特征在于,它沿第一 方向具有連接到至少一個其他單元容器的連接裝置,并且在沿基本垂直于第一方向的第二 方向上具有連接到至少一個其他單元容器的連接裝置。有利地是,每個容器由與它可接納的多種反應相適應的透明塑料制成,每個容器 具有平行六面體形的下部。應該注意的是,分析的進行是在該容器的呈平行六面體形的下部內(nèi)發(fā)生的。根據(jù)一個實施例,該容器具有一個帶有低點的底部。這種形狀能夠?qū)⒁后w吸出,僅遺留少量無用液體,從而有助于清洗磁性粒子。有利地是,該容器平行六面體形的下部借助向上開口的錐形上部向上延伸。這個特征能夠增加清洗容積或反應容積。根據(jù)一個實施例,沿第一方向的容器的連接裝置具有至少一個向下開口的鉤子, 該鉤子設置在容器上部的一條邊緣上。有利地是,在該區(qū)域中具有鉤子的容器寬度與帶齒的冕狀輪的空腔的寬度相等。這個形成舌狀物的上部鉤子由此能夠首先阻止容器進入冕狀輪的空腔,其次將若 干容器連接在一起以形成一個容器行。根據(jù)一個實施例,沿第二方向的容器的連接裝置具有兩條邊緣,一條形成向上開 口的鉤子,而另一條形成向下開口的鉤子,一條邊緣上向上開口的鉤子能夠置入相鄰容器 邊緣的向下開口的鉤子中,所述鉤子沿容器與設置有鉤子的上部邊緣垂直的兩條邊緣設置 在容器的底部。這些邊緣能夠沿與利用上部的鉤子進行連接的方向垂直的方向?qū)⑷萜鞅舜诉B接 起來。因而,能夠?qū)⑷萜鞅舜讼嗷ミB接以便形成板。此外,該邊緣能夠使容器的整體尺寸從 容器的上部和下部都是一致的,以使得當將容器組裝在一起時,該容器構成一塊平板。這能 夠排列該容器,以使得該容器分配裝置簡單,緊湊而牢固。根據(jù)本發(fā)明的一個有利特點,針對處理的自動化,該裝置具有用于將容器存儲在 若干疊層板中的存儲庫,每層板由沿著兩個相垂直的方向組裝起來的容器構成,該存儲庫 具有用于形成一行容器的裝置,這是通過向下移動位于端部的行,并使位于該行的容器相 對于相鄰行的容器分離開來實現(xiàn)的,該存儲庫還具有用于將位于一行內(nèi)的端部的容器分離 出來的裝置,這是通過在借助致動器進一步移動到冕狀輪的空腔中以前,使容器相對于該 行進行橫向移動來實現(xiàn)的。因此,容器在存儲庫中是以板塊的形式設置的,并且自動將每個容器作為一個單元分配到驅(qū)動冕狀輪的空腔中。優(yōu)選地是,該裝置可包括一個用于采集生物液體樣本和試劑的取樣自動裝置,該 生物液體容納在置于存儲區(qū)域內(nèi)的管中,并且該自動裝置還用于將這些取樣傳送到位于驅(qū) 動冕狀輪的空腔中的容器內(nèi)。此外,該自動裝置可連接至一部計算機,該計算機構成了這樣的人機接口,它處理 用戶請求,并發(fā)送請求以對利用一標識符定位并被裝載到裝置上的樣品進行測試,所述標 識符通過例如帶有條形碼的標簽而實現(xiàn)。


本發(fā)明的原理將通過隨后參照所附示意圖做出的說明清楚地得到理解,該示意圖 以非限定性示例的方式示出了該裝置的實施例。圖1是整個裝置的立體示意圖2是容器驅(qū)動部分和圍繞其布置的各組件的立體示意圖3是容器驅(qū)動冕狀輪和用于引導所述容器的裝置的立體圖4是容器的立體圖5是若干組裝好的容器的立體圖6是插入到驅(qū)動冕狀輪的空腔中的容器的立體圖7是致動器的立體圖8是一疊容器板和用于將容器彼此分開的動態(tài)立體圖9是容器庫的立體圖10是容器庫的局部放大立體圖,該容器盒將容器插入到驅(qū)動冕狀輪的空腔中
圖11是具有位于第一位置上的針的清洗槽的剖面圖12是具有位于第二位置上的針的清洗槽的剖面圖13是處于第一位置上的凝集組件的立體圖14是處于第二位置上的凝集組件的立體圖15是容器的側(cè)視剖面圖16是容器的橫剖面圖。
具體實施例方式圖1以圖解方式示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置。應將例如帶有鍵盤、顯示屏和常規(guī)外 圍設備的PC機加入至圖1所呈現(xiàn)的各部件。根據(jù)本發(fā)明的裝置具有用于存儲生物液體樣本和從生物液體樣本中取樣的第一 部分,和用于檢測及分析的第二部分3。第一部分2具有用于放置待分析生物液體樣本的存 儲區(qū)4,該存儲區(qū)可以是具有受控的或鎖定的入口、并能夠檢測所占據(jù)的位置的抽屜。裝置的部分2還具有用于瓶裝或容器裝液態(tài)試劑的冷藏區(qū)5,該冷藏區(qū)可以是具 有受控或鎖定入口、并能夠檢測所占據(jù)的位置的抽屜。也可以使用讀取條碼標簽的裝置來 讀取試劑的批量數(shù)據(jù)。用于從樣本和試劑中進行取樣和移液操作的公知裝置6可將試劑存儲在置于該 裝置的部分3內(nèi)的容器中。
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該裝置的這部分3主要包括一個轉(zhuǎn)子7,該轉(zhuǎn)子安裝成可圍繞豎直軸旋轉(zhuǎn),并由馬 達(未示出)驅(qū)動。固定在該轉(zhuǎn)子7上的是驅(qū)動冕狀輪8,它是一個帶齒的冕狀輪,該冕狀 輪定出了徑向向外的開口腔9。這個冕狀輪在元件10的上方移動,該元件10具有向上開口 的U形截面。例如在37°C下,利用公知的加熱裝置例如薄片電阻器、溫度傳感器和自動控制 器,環(huán)形元件10是溫度可調(diào)節(jié)的。因此,該元件10在冕狀輪8和其U形結構之間定出了一 個可進行溫度調(diào)節(jié)的空間,容器置于該空間中受到冕狀輪的作用。正如特別在圖3中示出 的那樣,元件10具有若干至少在其外壁中設置的開口 12,該開口 12與需要插入和/或取出 容器的站點相對設置。如圖1和圖2所示,有一定數(shù)目的徑向定位的站點布置在驅(qū)動冕狀輪8的周圍。特別地,它們是用于光度檢測的站點13,用于將用過的容器卸除至廢物容器的站點14,用于分配移植有抗生物素蛋白或移植有抗生物素蛋白鏈菌素的磁性納米粒子的 站點15,該磁性納米粒子用于免疫捕獲反應,用于磁性沉淀和清洗的站點16,用于顯現(xiàn)和讀取冷光的站點17,站點18,它具有四個用于凝集測試的檢測站點,該站點也可用作等分或稀釋試樣 的站點。站點19設置用于輔助試劑,用于磁性粒子,用于顯現(xiàn)冷光,還用于凈化并脫附取 樣系統(tǒng)的試管中的蛋白質(zhì)。這種裝置還有用于存儲容器及將容器分配入驅(qū)動冕狀輪的空腔 中的存儲庫20。圖4是容器22的立體圖。該容器由與分析中所涉及的多種化學、免疫學和酶促反應相適應的透明塑料通過 模塑法制成。一種適用的塑料是聚丙烯,但也可采用任何其他的塑料,只要其透明特性足以 適合檢測光密度,并且它與蛋白質(zhì)不具有太大的親合力。容器具有平行六面體形的下部23,它沿長邊提供了約8毫米的光程,并沿短邊提 供了約4毫米的光程。這些尺寸能夠獲得200 μ 1的最少量的反應混合物,它限制了試劑的 消耗量,同時保證了足以用于分光光度檢測和濁度(凝集)檢測的光程。容器的上部24是 錐形的,且向上張開,以便得益于張大的開口而允許較大的反應量,且利于清洗用于免疫測 試的納米粒子。因而,高22mm的容器21的容量可達650 μ 1。如圖15和16所示,容器具有底部21,該底部具有低點,以便利用抽吸作用基本上 能夠抽空所有的液體,而僅在容器中留下很少量。這種設置對于清洗磁性粒子是很有利的。如圖所示,容器22在其上部24具有向下彎折的鉤子25,該鉤子從容器的一條縱邊 上伸出。在另一邊上,容器具有互補的凹口 26。因此容器的鉤子25覆蓋緊鄰的容器的凹口 26,以便將兩個容器連接起來,如圖5所示。鉤子25還具有如圖6所示的其他功能。具體 而言,包括鉤子25在內(nèi)的容器的寬度等于驅(qū)動冕狀輪的空腔9的寬度。結果,當容器插入 驅(qū)動冕狀輪時,鉤子25可抵靠于空腔的壁上,并通過彈簧效應使其固定,以便該容器不會 在轉(zhuǎn)子和冕狀輪旋轉(zhuǎn)時發(fā)生移動,并因此可獲得穩(wěn)定的光學檢測。容器22的底部沿寬度的方向具有兩條邊緣27,28,其中一條邊緣27形成向上開口的鉤子,而另一條邊緣28形成向下開口的鉤子。兩個相鄰的容器的鉤子27和28沿著與鉤 子25所允許的連接方向相垂直的方向?qū)⑷萜鬟B接起來。由此可通過沿兩個相垂直方向的進行裝配,人工或自動制造出如圖5所示的容器 板。由于在容器間不存在浪費的空間,因此可將容器存儲在非常小的容積中;由此, 160個相互連接的容器構成一個約118mm/128mm的板,它比用于檢測的常規(guī)微槽板更為緊 湊,它的反應容積要小的多且僅允許在有限的性能級別下進行垂直光度讀取。圖7示出了一個可雙向動作的致動器29,它具有在圖中未示出的步進電動機,該 步進電機具有形成為柱體(cylinder)的螺桿軸,該螺桿軸的端部30示于圖中,這個柱體支 承一個U形元件32,該元件32用于容納在環(huán)形元件中,且更具體的說是置于容器通道中的 該環(huán)形元件的開口處,以便于將容器從環(huán)形元件中取出來,或?qū)⒃撊萜髦匦路胖迷诃h(huán)形元 件中。圖8示出了一疊由容器22構成的板。這些板被疊置。通過相對于該疊置板中的 其它板使下部板移位,就可取出該下部板33。接下來,通過相對于同一塊板中的其他容器使 一行32的容器垂直移位,就可將這行容器分離出來。而后,通過使容器22橫向位移,就可 將容器22與同一行34中的其它容器分離開。圖9和10更詳細地示出了存儲庫20。如圖9所示,若干容器板儲存在存儲庫中。 該存儲庫可以使落在支架上的下部板被取出。向左推這塊板,直到行34可向下移動,且可 從板的其余部分上分離出來。接著,朝驅(qū)動冕狀輪的方向推動行34,此后,由推桿35將第一 容器與其他容器橫向分離開,該推桿35將該容器帶到相對于第一推桿橫向設置的第二推 桿36的前面,如圖10所示,該第二推桿36可將容器22推入冕狀輪8的空腔9中。這個裝置的操作如下。冕狀輪8圍繞其豎直軸旋轉(zhuǎn)。它具有許多空腔9,這些空腔足能夠以要求的速度并 行地處理采用不同技術的檢測。90個空腔每小時足以處理多達400個生化測試,300個凝 集測試和150個免疫測試。冕狀輪的直徑約為250mm,這使分析儀能夠維持緊湊的特性,且 可制造出易于安裝在實驗室中的“臺式”的設備。存儲庫20按照如上所述的方式將容器插入。組件13是公知的分光光度測定儀。它可在不同波長下進行吸光率檢測和光密度 檢測。它由以下部分組成光源,它可為鹵素燈,光導(光纖),用于校準射束的系統(tǒng),該射束通過待測容器沿容器的長邊方向徑向地傳送到轉(zhuǎn)子 上。該系統(tǒng)位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部,更具體的說是位于作為容器軌道的環(huán)形內(nèi)部,帶有裝置的光度計,該裝置可通過利用干涉濾波器或通過使用棱鏡和光敏二極管 陣列來對給定波長的光進行傳輸光強的檢測。該光度計位于轉(zhuǎn)子的外側(cè)。組件15是由一個注射針構成的裝置,該注射針在一致動器的作用下垂直移位。它 可將給定量的包含具有抗生物素蛋白鏈菌素或抗生物素蛋白特性的磁性納米粒子的輔助 試劑溶液注入位于針下的容器中。對于這個組件,假定針下降和粒子注入需要很短的時間, 無需將容器從轉(zhuǎn)子中移出。在這方面,優(yōu)選地使用移植有抗生物素蛋白或抗生物素蛋白鏈 菌素的普通納米粒子并產(chǎn)生生物素化試劑。因而,這種溶液使用了用于盛放含有這些粒子
11的溶液的單獨容器或燒瓶,必須周期性地攪動這種容器或燒瓶以便使粒子處于懸浮狀態(tài)。 這個燒瓶放置在含有輔助試劑緩蝕劑(ANC)的區(qū)域中。這種溶液避免攪動所有的免疫試 劑,這種免疫試劑須含有已移植特定抗體的納米微粒,而不是這種帶有一般粒子的溶液。鑒于這種處理過程非常長,可能需要數(shù)十秒的時間,因此組件16是一種需要將待 處理的容器從冕狀輪上移除下來的裝置。因此,置于冕狀輪內(nèi)部且固定在靜止的環(huán)形上的 小型線性致動器,在徑向離心運動中將待處理的容器從冕狀輪中取出,并將其置于將粒子 吸附到容器壁上的磁體前面。而后將內(nèi)容物吸出,并放入洗滌液(輔助試劑ANC)。將容器 移出磁性區(qū)域可使粒子再次懸浮,而后將該容器再次插入磁性區(qū)域以用于進行進一步可能 的清洗步驟,其中將該容器再次插入磁性區(qū)域中取決于所要考慮的測試的參數(shù)化方法。組 件16有利地可具有兩個站點,以便能夠并行處理兩個容器。一旦容器已經(jīng)處理,它就通過 致動器的向心運動被再次插入開槽的轉(zhuǎn)子上。組件17是用于顯現(xiàn)冷光的組件。由于反應已停止,已由組件16清洗的容器由冕 狀輪8無特定時間限制地加以傳送。一個與組件16所使用的致動器相似的致動器將容器 從冕狀輪中取出,與其他致動器結合在一起,通過垂直運動可將容器插入不透光的腔室中。 這個腔室具有兩根針,用于分配顯現(xiàn)熒光的試劑。將它們通過泵連接到裝有輔助試劑ANC 的特定燒瓶中,它們是保存在酸性介質(zhì)中的水狀過氧化氫,用于中和及觸發(fā)熒光反應的氫氧化鈉溶液。組件17具有公知的光電倍增裝置,它能夠確定在引入氫氧化鈉溶液后產(chǎn)生冷光 的量。這個檢測依賴于待測分析物的濃度。一旦檢測完成,在設置于該站點的線性致動器的作用下,將容器卸除至廢物容器 中。在該示例的情況下,組件18與組件14合在一起以用于卸除容器。組件18由若干 站點構成,該站點可接收用于凝集時間檢測的容器。每個站點具有一個線性致動器,該致動 器位于冕狀輪內(nèi)部,且固定在靜止的受溫度調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)子上,這樣可以將容器從冕狀輪上取 出,并可將他們定位在測量單元中,該測量單元中設置有一個具有適當波長(例如從400至 560nm)的發(fā)光二極管或多波長元件,它發(fā)出一束沿容器的短邊穿透容器的射束;以及一個 光敏二極管,它檢測傳輸光的演化。當用于處理來自光敏二極管所發(fā)信號的裝置觀察到表 明凝集現(xiàn)象的吸光率的變化時,測量單元可接收一個新的容器。然后,自動將前一個容器推 入廢物容器中。也就是在這方面站點18與站點14同時進行操作。事實上,計算顯示出不 必為在生化檢測中使用的容器建立新的特定卸除站點,而是可以使它們穿過凝集站點,在 示例中存在四個處于進行中的凝集站點。分析儀的功能以示例的方式,以具有兩管樣品的病例X進行說明,兩管樣品為一管血清,一管血漿。該病人X的處方如下臨床化學(生物化學)血糖,膽固醇,甘油三酯,C反應蛋白(CRP)微膠乳,凝集物卡爾默特氏結核菌素(TP),明礬沉淀類毒素(APTT)免疫學肌鈣蛋白,肌紅蛋白,促甲狀腺激素(TSH)。
就是說有九種分析將順序但并行地觸發(fā)。無需探究每種分析的方法學細節(jié),讓我 們考慮一下每類分析的特定處理生物化學,凝集,免疫學。測試要求在樣品裝載之前或之后,通過人機接口在PC機上進行。這優(yōu)選地使用計 算機連接來完成,該計算機裝配有自動承擔此項任務的系統(tǒng)。在示例中,該測試請求借助以太網(wǎng)傳送到管理自動化和初步進行結果處理的處理 機。因此對于給定的采樣管身份標識,處理器知道由此通過順序利用多種由其身份標識所 限定的試劑的量來執(zhí)行特定的程序。該處理器使用公知的模擬和數(shù)字電子裝置來完成它的 任務。操作員預先裝好試劑,并將該試劑例如通過位于機器外部或內(nèi)部的條形碼識別器 標識出。當樣品到達實驗室時,就將采樣管裝入機器,按照與標識試劑相同的方式標識它 們。因此這個病例是針對來自同一病人的兩管血清和血漿。裝載機20已經(jīng)向冕狀輪提供了空容器,以使它們達到環(huán)形結構的溫度(37°C )。對于生化測試容器接收來自取樣和移液操作系統(tǒng)的樣本(血清)和試劑,并且光 度檢測啟動和終止,容器保持在冕狀輪上。當檢測完成時,借助其中一個凝集單元,準備將 容器卸除至廢物容器中。對于凝集物檢測容器接收來自取樣和移液操作系統(tǒng)的樣本(血漿),如果需要, 還有試劑。在幾分鐘的培養(yǎng)后,冕狀輪8將使用中的容器22相對于凝集站點18設置。而 后將該容器插入檢測單元。接著取樣和移液操作系統(tǒng)向容器中注入觸發(fā)試劑。對時間的檢 測開始。當處理算法檢測到凝集現(xiàn)象時,結束檢測并用新容器替換使用過的容器。如果分 析儀裝配有帶穿孔塞子的裝置,還可用使用過的生化容器進行替換,或準備好執(zhí)行稀釋血 清或血漿的容器,或準備有等分量的管。事實上,借助針穿過塞子,僅提取少量(約3或5μ 1)的樣品對于樣品的精密度來 說是不夠的。因此可取的是,取足夠例如200μ 1的樣品來將其分配到空容器中,而后從該 容器中提取少量的血清或血漿樣本。根據(jù)一種變型,站點當然可專用于完成這種等分樣本的功能。根據(jù)不同于示于圖1中的一種變型所述的凝集站點在圖13和14中有詳細描繪。為了得益于具有盡可能大的幅值的信號,可沿容器的長邊(8mm)讀取吸光率。因 此,容器必須在可伸縮的光叉(optical fork)的兩部分之間提取,以便允許容器從轉(zhuǎn)子到 站點之間,而后從站點到廢物容器之間的移動。出于這個目的,如在圖13和14中所示,凝集站點具有一塊包含如下光學元件的板 37 發(fā)光二極管38,它可發(fā)出幾種波長,以便通過多色像差來觀察凝塊,并在約100毫 秒的時間內(nèi)順序轉(zhuǎn)換到每個波長,且不提供檢測環(huán)境光的基準來檢測異常血漿,光敏二極管39,它收集通過容器傳送的光信號。如圖14所示,板37圍繞樞軸旋轉(zhuǎn),并裝配有凸輪以便當致動器推動來自轉(zhuǎn)子的容 器時,該板自動擺動,以使新容器自動進入到測量單元中的位置上,并將前一容器推入廢物 箱中。對于免疫檢測,容器接收樣本和試劑,冕狀輪將容器設置在組件15下方以用于分 配磁性納米粒子,而后容器進行所需要的時間段的培養(yǎng),該時間段可在幾分鐘至1小時之間變化。在培養(yǎng)末期,容器相對于組件16設置,而后插入其中以便在那里經(jīng)歷清洗階段。將 容器再次裝載在轉(zhuǎn)子上,而后相對組件17設置,以便在插入后借助冷光對其進行檢測。當 檢測完成時,將容器卸除至廢物容器中。因此可以看出,由于每個特定操作相對于其它操作以異步方式在冕狀輪外部發(fā) 生,因此所有的這些處理可并行發(fā)生。機器的處理器優(yōu)化地管理容器相對于冕狀輪的位移, 它還作為用于光度檢測的有源元件。由檢測的多樣性造成的樣本間或試劑間污染的可能性是值得考慮的,這種檢測的 多樣性是由多學科性造成的。因而,取樣針的凈化必須特別充分地進行處理。因此,為每根 針設置有單獨的清洗和凈化系統(tǒng)。圖11和12詳細說明了圖1中的清洗槽40。將取樣針42連接至泵Pl,該泵用于將給定量的液體傳送至針和管中??煽刂圃摫?使得流動是脈動式產(chǎn)生的。針42設置在錐形清洗槽40中,該槽通過在槽底變寬的管路43連接到泵P2,該泵 吸取針排出的液體。在槽40和泵P2之間存在一個電磁閥,在泵Pl借助針42從系統(tǒng)傳送 液體時,可將該電磁閥關閉,而后在泵Pl不再受控時,將該電磁閥打開。這使得在泵Pl有 輸出時,可將槽40封閉,并由此導致液面上升以便清洗針的外壁。槽40還具有一個凈化液的入口 44,它能夠中和可能吸附在針的壁面上和管壁上 的蛋白質(zhì)。這種凈化劑是輔助試劑的一部分,并由泵P3輸送。當針對每種測試的特定處理 方法需要凈化時,針42設置在垂直管45中,該垂直管45位于槽的錐形部分中,且與凈化液 的入口 44連通,針42浸入凈化液中,吸出所需量的凈化液來凈化所有待凈化的管,而后垂 直移動至排出凈化液的槽中央,繼而觸發(fā)使用來自系統(tǒng)的液體進行的清洗過程。該系統(tǒng)能夠首先通過持續(xù)稀釋進行清洗,其次它將載有針的臂移動少許進行有效 凈化,還自動凈化清洗槽。不考慮檢測,它們被分配以一個病人身份標識,并傳送至管理人機接口的PC機。 在其中它們將根據(jù)標準,控制等得到處理。當然,根據(jù)本發(fā)明的裝置并不限于本申請所描述的方法。因而分析儀可具有兩套 采樣和移液操作系統(tǒng),以便加速樣本和試劑的處理并提高速度。進行對樣本取樣的系統(tǒng)可 例如從用于沿管道傳送的或來自自動傳送鏈的自動線性設備上取樣。還可想象,系統(tǒng)設置有用于在其他技術的基礎上進行檢測的徑向組件,例如熒光 組件。容器也可以不采用板狀的形式,但這仍然不會背離本發(fā)明的范圍。
權利要求
一種用于體外診斷的分析裝置的單元容器,包括底部、下部和上部、沿著第一方向并連接到至少一個其他單元容器的連接裝置,以及沿著大致垂直于所述第一方向的第二方向并連接到至少一個其他單元容器的連接裝置,其中所述單元容器的沿著所述第一方向的所述連接裝置包括定位在所述單元容器的上部的邊緣之一上的至少一個鉤子,所述單元容器的沿著所述第二方向的所述連接裝置具有兩個邊緣,一個邊緣形成向上開口的鉤子,且另一個邊緣形成向下開口的鉤子,一個邊緣的所述向上開口的鉤子能夠放置于相鄰單元容器的邊緣的所述向下開口的鉤子中,所述向上開口的鉤子和所述向下開口的鉤子沿著與設置有鉤子的上部的邊緣相垂直的兩個邊緣定位在所述單元容器的底部上。
2.如權利要求1所述的單元容器,其中所述單元容器由與它可接納的多種反應相適應 的透明塑料制成。
3.如權利要求1所述的單元容器,其中所述單元容器的下部具有平行六面體形狀。
4.如權利要求3所述的單元容器,其中所述單元容器的所述平行六面體下部通過所述 單元容器的上部向上延伸,所述單元容器的上部是錐形的,并且向上開口。
5.如權利要求1所述的單元容器,其具有帶有低點的容器底部。
6.如權利要求1所述的單元容器,所述單元容器的沿著所述第一方向的所述連接裝置 包括定位在所述單元容器的上部的邊緣之一上的至少一個向下開口的鉤子。
全文摘要
該裝置具有用于不同類型測試的反應單元容器(22),與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置相連,并配設有水平的帶齒冕狀輪(8)的豎直軸轉(zhuǎn)子(7),該冕狀輪(8)徑向向外限定了用于接納單元容器(22)的開口空腔(9),用于將反應單元容器(22)供應到帶齒冕狀輪(8)的裝置(20),用于將可分析的生物液體樣本供應到容器的裝置(6),在冕狀輪(8)周圍布置的站點(13,19),這些站點用于進行檢測和/或分析,以及用于管理針對每個容器的預期處理順序的自動裝置。
文檔編號G01N35/02GK101881780SQ20101016430
公開日2010年11月10日 申請日期2005年7月18日 優(yōu)先權日2004年7月23日
發(fā)明者阿蘭·盧梭 申請人:比奧寇德海賽爾法國股份公司;阿蘭·盧梭
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