СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ОБРАЗЦА В СОСУД ДЛЯ ОБРАЗЦА Российский патент 2003 года по МПК G01N1/04 G01N35/04 B01L11/00 

Изобретение относится к лабораторной технике и более конкретно к способу анализа, в котором проба, например образец высохшей крови, нанесен на пористый листовой материал, такой как фильтровальная бумага, причем из этого материала вырезается диск, который затем переносится к сосуду или к матрице сосудов, такой как набор пробирок или кювет, в которых производится элюирование образца с диска. После элюирования диск может быть извлечен, а полученный раствор подвергается соответствующему анализу.

Для выполнения описанной задачи переноса диска в реакционный сосуд и для извлечения его из сосуда обычно используется пара пинцетов, причем данный способ требует значительных затрат ручного труда. Обычно анализы производятся последовательно, например, на микротитрационном планшете, причем в последнем случае анализ выполняется одновременно в каждой ячейке планшета. В патенте США 5474742 описано устройство, в котором диски с образцами могут одновременно вводиться и одновременно извлекаться из всех ячеек планшета. Данное устройство содержит корпус с манипуляторами для каждой ячейки, причем нижняя часть каждого манипулятора снабжена несущим приспособлением для диска с образцом, выполненным в форме полки.

Ближайшим аналогом заявленных решений являются способ и устройство для переноса дисков для образца в реакционные сосуды, раскрытые в патенте US 5146794, 15.09.1992. В известном устройстве средства для вырубки дисков для образцов из листа больших размеров и для закрепления дисков на зубцах представляют собой множество вырубных элементов, на каждом из которых выполнены вырубная секция с режущими кромками и прокалывающий зубец, в связи с чем при доставке дисков в реакционные сосуды каждая вырубная секция используется однократно для вырубки только одного диска, после чего она вместе с диском доставляется в составе вырубного элемента в соответствующий реакционный сосуд.

Задача, на решение которой направлены способ и устройство по настоящему изобретению, состоит в том, чтобы облегчить и ускорить процесс доставки образцов описанного типа в сосуд для выполнения анализа и извлечения их из него.

Поставленная задача достигается предложенными способом и устройством, раскрытыми в независимых пунктах формулы. Зависимые пункты формулы раскрывают несколько предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

В предложенном способе переноса диска для образца в реакционный сосуд, включающем вырезание указанного диска из листа больших размеров путем вырубки вырубным инструментом, закрепление диска на зубце и перенос зубца с указанным диском в реакционный сосуд, согласно изобретению, закрепление диска осуществляют перемещением вырезанного диска вырубным инструментом в направлении зубца, который при этом проходит сквозь диск.

В предложенном устройстве для переноса дисков для образца в реакционные сосуды, расставленные с определенным шагом, содержащем опору листа больших размеров, вырубной инструмент для вырубания диска для образца из указанного листа, зубцы, каждый из которых служит для переноса закрепленного на нем вырубленного диска в реакционный сосуд, согласно изобретению, вырубной инструмент выполнен с возможностью перемещения вырубленного им диска в направлении одного из указанных зубцов и возврата в исходное положение после закрепления указанного диска на зубце, причем зубцы закреплены на зубчатой рейке с шагом, который соответствует шагу расстановки реакционных сосудов, и устройство содержит средства для перемещения зубчатой рейки на длину, соответствующую шагу расположения зубцов.

Согласно изобретению, диск с образцом прикрепляется к зубцу, на котором он доставляется в реакционный сосуд. Удаление диска из сосуда также может производиться посредством зубца. Одна зубчатая рейка содержит несколько зубцов, расположенных в соответствии с шагом кювет, имеющихся на планшете, используемом для анализа, что дополнительно облегчает задачу последовательного выполнения нескольких анализов.

У зубца может иметься острая, режущая часть, за счет чего зубец может проникать в листовой материал с минимальным его повреждением. Зубец может быть также дополнительно снабжен шипами для улучшения закрепления диска.

За счет вырубки диска из листа больших размеров прямо на зубец количество операций в способе сокращается. Вырубка предпочтительно осуществляется за счет опускания вырубного инструмента под давлением на лист для образцов.

Устройство может содержать средства для перемещения зубчатой рейки, предпочтительно автоматические, с дискретным шагом, соответствующим шагу зубцов. Устройство может также содержать средства для обеспечения точного позиционирования перемещаемой зубчатой рейки.

Для осуществления перемещения рейки она может содержать соответствующий захватывающий элемент, например, в форме углубления.

Комбинация действий по вырубке диска и его закреплению может быть выполнена с применением отдельных исполнительных механизмов или одного и того же механизма.

Далее будет подробно описан предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. Прилагаемые чертежи составляют часть описания.

На чертежах:
фиг.1а иллюстрирует зубчатую рейку согласно настоящему изобретению, показанную со стороны зубцов, на которых закрепляются диски для образцов;
фиг. 1b иллюстрирует зубчатую рейку по фиг.1а на виде со стороны ее конца;
фиг.1с иллюстрирует зубец рейки по фиг.1а на виде сверху;
фиг. 2 иллюстрирует различные операции по закреплению диска для образца на зубце;
фиг.3 изображает зубчатую рейку, введенную в набор кювет;
фиг. 4 изображает устройство по настоящему изобретению, снабженное отдельными исполнительными механизмами для закрепления диска для образца и для перемещения зубчатой рейки;
фиг. 5а изображает на виде сбоку устройство по настоящему изобретению, снабженное единственным исполнительным механизмом как для закрепления диска для образца, так и для перемещения зубчатой рейки; и
на фиг.5b показано устройство по фиг.5а, вид сзади.

На фиг.1а-1с показана прямая лента 1 с гребенчатой структурой, снабженная вертикальными зубцами 2, расстояние между которыми соответствует шагу расстановки пробирок или кювет в матрице 3 (см. фиг.3). Количество зубцов 2 соответствует, например, количеству ячеек в ряду планшета, в частности микротитрационного планшета. Головка каждого зубца предпочтительно выполнена таким образом, чтобы у нее имелся острый наконечник 4, прорезающий бумагу, а также шипы 5 на противоположных сторонах зубца. В продольном направлении, совпадающем с направлением шипов, наконечник зубца 2 имеет несколько большую длину, чем в поперечном направлении. Лента 1 может быть снабжена обращенными книзу выступами 6 или другим захватывающим или смещающим компонентом, необходимым для осуществления ее перемещения, а также центрирующим средством 7 для центрирования ленты 1 относительно матрицы 3 кювет.

На фиг. 2 показано, как в соответствии со способом по настоящему изобретению фильтровальная бумага 8 или другой пористый слой, пропитанный образцом, устанавливается сверху на опору 9, после чего пользователь либо нажимает на рычаг ручного устройства, либо нажимает на кнопку или педаль 16 автоматического устройства (см. фиг. 4, 5а). При этом вырубной инструмент (перфоратор) 10 вырезает из бумаги 8 образец предпочтительно в виде круглого диска 11, перемещает его в направлении зубца 2, который проходит сквозь бумагу диска 11; одновременно шипы 5 закрепляют диск 11 на зубце 2. Вслед за этим перфоратор 10 возвращается в верхнее положение и лента 1 может быть перемещена вперед, вручную или автоматически, посредством смещающего компонента, такого как выступ 6, на величину, соответствующую шагу зубцов, с подводом следующего зубца. После этого может быть выполнен следующий шаг по вырезанию диска.

На фиг.3 показано, как матрица, образованная зубцами 2 на ленте 1, частично или полностью загруженная дисками 11, перевернута и обращена к матрице 3 кювет. При этом диски 11 погружены в элюент или реагент 12, и образец исследуемого материала, такого как кровь или сыворотка крови, удаляется с диска 11. Центрирующее средство 7 центрирует зубцы 2 в матрице 3 кювет. По завершении элюирования лента 1 вместе с дисками 11 для образцов может быть легко удалена.

Фиг. 4 иллюстрирует предпочтительный вариант автоматического устройства вырубки и доставки. В этом устройстве исполнительный механизм 13, например электродвигатель со шпинделем или гидроцилиндр, перемещает режущий вырубной инструмент 10, а второй исполнительный механизм 14, например шаговый двигатель, перемещает посредством зубчатого колеса 25 ленту 1. Каждый исполнительный механизм может быть электрическим, например представлять собой электромагнит, шаговый двигатель или электродвигатель другого типа, или альтернативно пневмо- или гидроцилиндр, или двигатель. Вырубание и перемещение ленты 1 синхронизовано посредством электронной карты или модуля 15 управления, который связан с пусковой кнопкой или ножной педалью 16 для запуска процесса вырубки.

Фиг.5а и 5b иллюстрируют предпочтительный вариант автоматического устройства, которое снабжено только одним двигателем 13 или каким-либо другим исполнительным механизмом, обеспечивающим и резку бумаги 8 и перемещение ленты 1. Например, двигатель 13 с редуктором вращает кулачок 17, который посредством рычага 18 подает вырубной инструмент 10 вниз. Рычаг 18 возвращается в верхнее положение под действием пружины 19, тогда как вырубной инструмент 10 возвращается в исходное положение посредством связанной с ним пружины 20.

С рычагом 18 посредством зубчатой передачи связан шатун 21, нижний конец которого обеспечивает возвратное перемещение кривошипа 22. Кривошип 22 закреплен на валу 23, причем указанный вал 23 совершает возвратное движение. При обратном ходе шатуна 21 поворот вала 23 в обратном направлении приводит во вращение через одностороннюю муфту 24 зубчатое колесо 25. При этом зубчатое колесо 25 перемещает ленту 1, взаимодействуя с имеющимися на ней выступами 6. Наличие односторонней муфты 24 обеспечивает движение ленты 1 и зубчатого колеса 25 только в одном направлении. Длина кривошипа 22 и диаметр зубчатого колеса 25 подобраны таким образом, что при возвратном движении рычага 18 лента 1 перемещается точно на величину шага расположения зубцов 2. Подпружиненный шарик 26 западает в выемки 27, выполненные на боковой стороне ленты 1, обеспечивая тем самым остановку ленты точно в точке, которая соответствует шагу расположения зубцов 2.

Вместо рычага 18 в устройстве могут быть использованы вертикальные салазки.

Зубчатая рейка может быть снабжена также датчиком положения, например отверстием на своем противоположном конце. Благодаря этому зубчатая рейка вводится в устройство в правильном положении; следовательно, порядок расположения дисков, закрепленных на зубцах 3, соответствующий порядку учета пациентов, можно считать известным.

Предложенные способ и устройство могут быть использованы в лаборатории для проведения анализов, например анализа крови, и позволяют облегчить и ускорить процесс доставки образцов, например образцов высохшей крови, в сосуд для выполнения анализа и извлечения их из него. Способ включает вырезание диска для образца из листа больших размеров путем вырубки вырубным инструментом, закрепление диска на зубце и перенос зубца с указанным диском в реакционный сосуд. Закрепление диска осуществляют перемещением вырезанного диска вырубным инструментом в направлении зубца, который при этом проходит сквозь диск. Устройство для переноса дисков для образца в реакционные сосуды, расставленные с определенным шагом, содержит опору листа больших размеров, вырубной инструмент для вырубания диска из указанного листа, зубцы, каждый из которых служит для переноса закрепленного на нем вырубленного диска в реакционный сосуд. Вырубной инструмент выполнен с возможностью перемещения вырубленного им диска в направлении одного из указанных зубцов и возврата в исходное положение после закрепления указанного диска на зубце. Зубцы закреплены на зубчатой рейке с шагом, который соответствует шагу расстановки реакционных сосудов. Устройство содержит средства для перемещения зубчатой рейки на длину, соответствующую шагу расположения зубцов. 2 с. и 14 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ переноса диска для образца в реакционный сосуд, включающий вырезание указанного диска из листа больших размеров путем вырубки вырубным инструментом, закрепление диска на зубце и перенос зубца с указанным диском в реакционный сосуд, отличающийся тем, что закрепление диска осуществляют перемещением вырезанного диска вырубным инструментом в направлении зубца, который при этом проходит сквозь диск. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диск для образца содержит пробу крови или сыворотки крови. 3. Устройство для переноса дисков для образца в реакционные сосуды, расставленные с определенным шагом, содержащее опору (9) листа (8) больших размеров, вырубной инструмент (10) для вырубания диска (11) для образца из указанного листа, зубцы, каждый из которых служит для переноса закрепленного на нем вырубленного диска в реакционный сосуд, отличающееся тем, что вырубной инструмент (10) выполнен с возможностью перемещения вырубленного им диска в направлении одного из указанных зубцов (2) и возврата в исходное положение после закрепления указанного диска на зубце, причем зубцы (2) закреплены на зубчатой рейке (1) с шагом, который соответствует шагу расстановки реакционных сосудов, и устройство содержит средства (14, 25) для перемещения зубчатой рейки на длину, соответствующую шагу расположения зубцов. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что зубчатая рейка (1) выполнена с возможностью переворота для ввода дисков для образцов, закрепленных на зубцах (2), в указанные реакционные сосуды. 5. Устройство по п. 3 или 4, отличающееся тем, что зубцы (2) зубчатой рейки расположены в один ряд. 6. Устройство по любому из пп. 3-5, отличающееся тем, что зубцы (2) расположены с постоянным шагом. 7. Устройство по любому из пп. 3-6, отличающееся тем, что содержит средства (14, 25) для автоматического перемещения зубчатой рейки на длину, соответствующую указанному шагу. 8. Устройство по любому из пп. 3-7, отличающееся тем, что зубец снабжен острым наконечником (4). 9. Устройство по любому из пп. 3-7, отличающееся тем, что зубец снабжен прорезающим наконечником (4). 10. Устройство по п. 8 или 9, отличающееся тем, что зубец снабжен шипами (5) для закрепления диска для образца. 11. Устройство по любому из пп. 3-10, отличающееся тем, что зубчатая рейка (1) содержит захватывающие компоненты, служащие для перемещения рейки. 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что зубчатая рейка (1) содержит выступ (6), служащий для перемещения рейки. 13. Устройство по любому из пп. 3-12, отличающееся тем, что содержит один двигатель (13), служащий для перемещения рейки. 14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что возвратно-поступательное перемещение вырубного инструмента посредством рычажной передачи через одностороннюю муфту передается на зубчатое колесо (25), которое пошагово перемещает вперед зубчатую рейку (1) с зубцами (2). 15. Устройство по любому из пп. 3-14, отличающееся тем, что содержит средства (26, 27) точного позиционирования зубчатой рейки (1). 16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что для обеспечения точного позиционирования в зубчатой рейке выполнены выемки (27) и в устройстве предусмотрен подпружиненный шарик (26) для взаимодействия с указанными выемками.