液體體積的重力體積確定設備和方法及含設備的分析系統的製作方法

2023-06-18 03:17:41 2

專利名稱：液體體積的重力體積確定設備和方法及含設備的分析系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於液體體積的重力體積確定的設備和方法。 本發明進 一 步涉及包括以上所述的類型的設備的分析器系統。
背景技術：
在臨床和分子化學領域中，例如在如同臨床化學分析器系統和分子 臨床診斷分析器系統的臨床診斷分析器系統中，需要以足夠的精確度測 量在微升且甚至在納升範圍內的非常小的液體體積，例如用於標定作為 以上所述類型的分析器系統的整體部分的自動移液設備。為此目的，重 力體積確定是優選的方法。此類型的常規方法要求大量手工處理且因此 是費時的。這特別是因為用於進行重力體積確定所需的多種器械不是例 如現代自動臨床診斷分析器系統的自動系統的部分，而在該現代自動臨 床診斷分析器系統中，進行生物樣本分析所需的大多數操作目前高度自 動化且要求非常少的手工處理步驟。例如，在常規的重力體積確定的情 況中，每個待稱重的液體體積必須手工地移液到特殊稱重儀器的稱重容 器內，對過程的控制和評估重力體積確定結果由與稱重儀器連接的計算 機執行，且為將稱重結果轉化為確定得到體積，相關的溫度、空氣壓力 和溼度數據必須在進行分析器系統的自動液壓設備標定前手工輸入到 計算機。相關的溫度、空氣壓力和溼度數據可能取決於分析器系統所處 的位置處的特定的環境條件在相對寬的範圍內變化。此外，因為分析器 系統的位置和環境可能時時改變，所以不能假定相關的溫度、空氣壓力 和溼度數據具有穩定的值。用於進行重力體積確定的常規裝置的進 一 步的缺點是所要求的附 加器械必須位於分析器器械周圍且因此增加了分析器運行所要求的空 間尺寸。此外，進行重力體積確定所要求的附加的常規器械的尺寸使得 它們不能位於分析器器械內。特別地，在臨床診斷分析器系統製造中的質量控制和這樣的系統的 現場試驗要求大量的重力體積確定以用於以上所述的標定目的。另外， 自動移液設備的周期性標定必須通過對已安裝且在運行中的分析器系統的重力體積確定進行。因此，存在大體上降低用於在已存在的且也在 將來的自動臨床診斷分析器系統中的這樣的確定的所需要的手工工作 量和時間量的需要。發明內容本發明的第 一 目的因此是提供用於進行重力體積確定的設備和方 法，該設備和方法使得可以大體上降低用於在已存在的和將來的自動臨 床診斷分析器系統中標定自動移液設備所要求進行的可靠的重力體積 確定所要求的手工工作量和時間量。本發明的第二目的是提供包括用於進行根據本發明的方法的設備 的診斷分析器系統。根據本發明的第一方面，以上所述的第一目的通過由權利要求1限定的設備和由權利要求7限定的方法實現。權利要求2至權利要求6限 定了根據本發明的設備的優選實施例。根據本發明的第三方面，以上所述的第二目的通過由權利要求8限 定的診斷分析器系統實現。以根據本發明的設備獲得的主要優點是，這樣的設備適合於合併到 已存在的或將來的診斷分析器中。根據本發明的設備是分析器器械的內 置部件。根據本發明的設備因此使得可以將進行可靠的重力體積確定所 需的技術裝置整合到已存在的和將來的自動臨床診斷分析器系統內，且 因此大體上降低了在這樣的分析器內用於通過重力體積確定來進行自 動移液設備的可靠標定所要求的時間和工作。這是因為所有以上所述的 用於進行重力體積確定的常*見方法的手工步驟一皮自動地扭^f亍，例如將液 體移液到稱重容器內以分析器的自動移液設備執行，且必需的溫度、空 氣壓力和溼度數據通過作為根據本發明的設備的部分的傳感器獲得，且 這樣的數據直接地傳送到也作為根據本發明的設備的部分的用於數據 處理的電子單元。以根據本發明的設備，在臨床診斷分析器系統中的重 力體積確定因此以最小的要求的手工工作自動地執行。因此，現有的臨 床診斷分析器系統的效率得以改進，因為消除了由緩慢進行的常規重力 體積確定導致的延遲。此外，將根據本發明的設備合併到臨床診斷分析 器系統內保護了用於重力體積確定的精密儀器不受外部幹擾且因此獲 得了更可靠的測量結果。


現在將根據本發明的優選實施例參考附圖描述本發明。闡明這些實 施例以幫助理解本發明，但這些實施例不解釋為限制性的。圖1示出了根據本發明的設備的實施例的示意性頂視圖。圖2示出了沿圖1示出的實施例的長度對稱軸的示意性截面視圖。附圖中使用的參考數字11殼體12測力計/稱重單元13稱重容器14防風物15蒸發捕集器16電子處理單元17電池21溫度傳感器22溫度傳感器元件23溫度傳感器元件31空氣壓力傳感器32空氣壓力傳感器元件33空氣壓力傳感器元件41溼度傳感器42溼度傳感器元件43溼度傳感器元件51RS232接口連接52USB接口連接53藍牙接口連接61識別條形碼標籤具體實施方式
在下文中描述根據本發明的用於液體體積的重力體積確定的設備 和方法的優選實施例以及包括根據本發明的設備的臨床診斷分析器。根據本發明的設備的例子在下文中參考附圖描述根據本發明的用於液體體積的重力體積確 定的設備的優選實施例。為根據本發明的設備選擇的結構基於如下事實，即每個分析器系統 具有至少一個用於保持樣本或試劑容器的標準架，此架具有指定的形狀 和尺寸，且系統包括用於接收這樣的至少一個架的區。如通過圖1和圖2示出，這樣的設備包括殼體ll,殼體ll具有與 使用在臨床診斷分析器系統中用於保持樣本或試劑的標準架相同的形狀和尺寸。在優選實施例中，殼體11的尺寸不超過如下值長度=415 毫米，寬度=36毫米，和高度=90毫米。根據本發明的設備的結構因此 使得可以在減小4艮多的空間內容納進行重力體積確定所要求的所有部 件，該空間比用於此目的的常規器械所佔據的空間小得多。 如在圖1和圖2中示出，如下部件容納在殼體11內 用於重力體積確定的測力計12 (也稱為稱重單元)， 用於接收待以測力計12稱重的液體的稱重容器13, 為稱重容器13遮蔽了空氣流動的防風物14, 防止裝載到稱重容器13內的液體蒸發的蒸發捕集器15, 用於分別在殼體11內的預先確定的點處感測溫度、空氣壓力和溼 度的溫度傳感器21、空氣壓力傳感器31和溼度傳感器41,和用於處理由測力計12和由傳感器21、 31、 41輸送的電信號的電子 處理單元16。電子處理單元16具有例如USB、藍牙和RS-232的接口連4妻。 由圖1和圖2示出的設備包括將測力計12和傳感器21、 31、 41連接到電子處理單元16的所有必需的電連接，^旦這些連接在圖1和圖2中未示出。在優選的實施例中，測力計12例如是用於在從0至5克範圍內的 重量的5位數字測力計。這樣的測力計適合於在納升和微升範圍內的重 力體積確定。在優選的實施例中，溫度傳感器21包括用於感測稱重容器13的溫 度的傳感器元件22和用於感測防風物14內的溫度的傳感器元件23。在優選的實施例中，空氣壓力傳感器31包括用於感測防風物14內 的空氣壓力的傳感器元件32和用於感測蒸發捕集器15內的空氣壓力的傳感器元件33。在優選的實施例中，溼度傳感器41包括用於感測防風物14內的溼 度的傳感器元件42和用於感測蒸發捕集器15內的溼度的傳感器元件 43。在優選的實施例中，殼體11進一步包括可充電電池17,以供給測 力計12和電子處理單元16的運行所要求的電能。根據本發明的設備的優選實施例進一步包括接附到殼體11的一側 的外表面的識別條形碼標籤61 。通過圖1和圖2示出的設備的運行基本上如下。此設備定位在臨床 診斷分析器系統內的類似於其內提供為接收用於樣本的架或用於試劑 的架的位置的位置。以分析器的自動移液設備將其體積待確定的一定量 的液體自動移液到稱重容器13內，且在稱重步驟完成後通過相同的自 動移液設備從稱重容器13移除該液體。分別由傳感器21、 31、 41獲得 的代表了溫度、空氣壓力和溼度數據的電輸出信號以及以測力計12獲 得的代表了稱重結果的輸出信號每個直接傳送到電子處理單元16。電子 處理單元16考慮到所有以上所述的參數(溫度、空氣壓力、溼度)計 算出對應於測量的稱重結果的體積，且提供對應於計算出的體積值的輸 出信號到臨床診斷分析器系統的電子數據處理單元。對計算出的體積值 的顯示和/或進一步的處理由臨床診斷分析器系統中可利用的合適的裝 置進行。根據本發明的方法的例子通過以上所述的根據本發明的設備執行的對液體體積的重力體積 確定的方法的例子包括如下步驟(a) 將待稱重的液體樣本引入到測力計12內，且將由測力計12 生成的輸出信號傳送到電子處理單元16，所述的輸出信號代表了所述的 樣本的重量，(b) 以溫度傳感器21測量測力計12的環境溫度且將由此傳感器 生成的輸出信號傳送到電子處理單元16,(c) 以空氣壓力傳感器31測量測力計12的環境空氣壓力且將由 此傳感器生成的輸出信號傳送到電子處理單元16,(d) 以溼度傳感器41測量測力計12的環境溼度且將由此傳感器 生成的輸出信號傳送到電子處理單元16,(e)在電子處理單元16中處理根據步驟(a)至步驟(d)生成的 輸出信號，所述的處理包括計算對應於以測力計12測量的液體樣本的 重量的液體樣本體積。優選地，在步驟(a)中引入液體樣本包括(al )以臨床診斷分析器內的自動移液設備抽吸待稱重的液體樣 本,和(a2)以移液設備將所述的樣本輸送到測力計12。 根據本發明的方法的優選實施例包括如下附加的步驟 (1 )使測力計12適應環境，(2) 評估測力計12的環境的溫度、空氣壓力和溼度的測量值，(3) 以液體填充蒸發捕集器15,(4) 以標定器液體填充稱重容器，(5) 測量和評估防風物14內部內的溫度、空氣壓力和溼度，(6) 計算和評估每時間間隔的蒸發率，(7) 當條件(包括溫度、空氣壓力和溼度)在可接受的極限內時 開始測量，(8 )從稱重容器移液或移液到稱重容器內，(9) 同時記錄所有測量值(重量、溫度等)，(10) 計算結果(選擇地實時計算結果)體積=(重量)*密度係數。根據本發明的分析器系統的例子其中使用了根據本發明的設備的診斷分析器系統的例子包括至少 一個用於接收樣本和/或試劑容器的標準架和用於接收至少一個這樣的 架的區。因為根據本發明的設備具有其形狀和尺寸與分析器的樣本和/ 或試劑架的形狀和尺寸相同的殼體，所以根據本發明的設備適合於在另 外可用於分析器的標準樣本和/或試劑架的位置處安裝在分析器內。 根據本發明的設備的優選的使用的例子(多個例子) 如下是 一 些根據本發明的方法和設備的優選的使用的例子 *以任意重複率或任何重複率的對移液量的 一 次性自由檢驗。 *用於檢驗通過在其正常使用領域使用的儀器移液的體積精度的自 動標定過程的扭J亍。*完全地或部分地自動確定移液參數。*研究不同液體的移液4亍為。雖然本發明的優選實施例已使用特定的術語描述，但這樣的描述僅 用於圖示目的，且應理解的是可以進4亍改變和變化而不偏離如下的權利 要求書的精神或範圍。
權利要求
1.一種用於液體體積的重力體積確定的設備，包括(a)具有使用在臨床診斷分析器系統內的用於保持樣本或試劑容器的標準架的形狀和尺寸的殼體(11)，(b)如下部件包含在所述的殼體(11)內用於重力體積確定的測力計(12)，用於接收待以所述的測力計(12)稱重的液體的稱重容器(13)，為所述的稱重容器(13)遮蔽了空氣流動的防風物(14)，防止裝載到所述的稱重容器(13)內的液體蒸發的蒸發捕集器(15)，用於分別在所述的殼體(11)內的預先確定的點處感測溫度、空氣壓力和溼度的溫度傳感器(21)、空氣壓力傳感器(31)和溼度傳感器(41)，和用於處理由所述的測力計(12)和由所述的傳感器(21、31、41)輸送的電輸出信號的電子處理單元(16)。
2. 根據權利要求1所述的設備，其中所述的測力計(12)是用於在 納升和微升範圍內的重力體積確定的數字測力計。
3. 根據權利要求1或2所述的設備，其中所述的溫度傳感器(21)包括用於感測所述的稱重容器(13)的溫 度的傳感器元件(22)和用於感測所述的防風物(14)內的溫度的傳感 器元件(23 ),所述的空氣壓力傳感器(31)包括用於感測所述的防風物(14)內 的空氣壓力的傳感器元件(32)和用於感測所述的蒸發捕集器(15)內 的空氣壓力的傳感器元件(33)，和所述的溼度傳感器(41)包括用於感測所述的防風物(14)內的溼 度的傳感器元件(42)和用於感測所述的蒸發捕集器(15)內的溼度的 傳感器元件(43)。
4. 根據前述權利要求的任何項所述的設備，其特徵在於，包含在所 述的殼體(11 )的所述的部件進一步包括供給所述的測力計(12)和所 述的電子處理單元(16)的運行所要求的電能的電池(17)。
5. 根據前述權利要求的任何項所述的設備，其特徵在於，識別條形 碼標籤(61)接附到所述的殼體(11)的一側的外表面。
6. 根據前述權利要求的任何項所述的設備，其特徵在於，所述的殼體(11 )的尺寸不超過如下值長度=415毫米，寬度=36毫米，和高度 =90毫米。
7. —種用於以根據權利要求1所述的設備來重力體積確定液體體積 的方法，所述的方法包括(a) 將待稱重的液體樣本引入到測力計(12)內，且將由測力 計(12)生成的輸出信號傳送到電子處理單元(16),所述的輸出信號 代表了所述的樣本的重量，(b) 以溫度傳感器(21)測量測力計(12)的環境溫度且將由 此傳感器生成的輸出信號傳送到電子處理單元(16),(c) 以空氣壓力傳感器(31)測量測力計(12)的環境空氣壓 力且將由此傳感器生成的輸出信號傳送到電子處理單元(16),(d) 以溼度傳感器(41)測量測力計(12)的環境溼度且將由 此傳感器生成的輸出信號傳送到電子處理單元(16),(e) 在電子處理單元(16)中處理根據步驟(a)至步驟(d) 生成的輸出信號，所述的處理包括計算對應於以測力計(12)測量的液 體樣本的重量的液體樣本體積。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中在步驟(a)中所述的引入液體 樣本包括(al )以臨床診斷分析器內的自動移液設備抽吸待稱重的液體樣 本,和(a2 )以所述的移液設備將所述的樣本輸送到所述的測力計。
9. 一種臨床診斷分析器系統，其包括根據權利要求1至6的任何項 所述的用於液體體積的重力體積確定的設備。
全文摘要
本發明涉及液體體積的重力體積確定設備和方法及含設備的分析系統。用於液體體積的重力體積確定的設備。設備包括其具有使用在臨床診斷分析器系統內的用於保持樣本或試劑容器的標準架的形狀和尺寸的殼體(11)，且如下部件包含在所述的殼體內用於重力體積確定的測力計(12)，用於接收待以所述的測力計稱重的液體的稱重容器(13)，為所述的稱重容器遮蔽了空氣流動的防風物(14)，防止裝載到所述的稱重容器內的液體蒸發的蒸發捕集器(15)，用於分別在所述的殼體內的預先確定的點處感測溫度、空氣壓力和溼度的溫度傳感器、空氣壓力傳感器和溼度傳感器，和用於處理由所述的測力計和由所述的傳感器輸送的電輸出信號的電子處理單元。
文檔編號G01N35/10GK101275864SQ20081009003
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月31日 優先權日2007年3月30日
發明者D·奧特, J·伯梅斯特, M·蒂爾, P·庫爾 申請人:霍夫曼-拉羅奇有限公司