МЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ ПРОБЫ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С ОБРАБАТЫВАЮЩИМ РАСТВОРОМ Российский патент 2012 года по МПК G01N1/18 

Область техники

Настоящее изобретение относится к механическим устройствам для смешивания пробы текучей среды (которая может быть пробой крови) с обрабатывающим раствором (который может быть буферным раствором или разбавителем).

Предшествующий уровень техники

Опубликованная заявка на патент США №2005/0196872, номер заявки 11/043510, озаглавленная "Механическое устройство для смешивания пробы текучей среды с обрабатывающим раствором", описывает устройство из двух частей для смешивания пробы крови с обрабатывающим раствором до выпуска обработанной пробы в измеритель жидкого вещества, определяемого при анализе. Недостаток этой системы заключается в том, что трудно контролировать повышение давления в устройстве таким образом, чтобы правильное количество пробы подавалось в анализирующий картридж. Как будет показано, настоящее изобретение преодолевает это недостаток.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает получение объединенной системы для смешивания пробы текучей среды с обрабатывающим раствором и для подачи смешанных пробы текучей среды и обрабатывающего раствора в измеритель. В предпочтительных вариантах применения изобретения проба текучей среды представляет собой пробу крови, обрабатывающий раствор представляет собой буферный раствор, и измеритель представляет собой измеритель вещества, определяемого при анализе крови, однако настоящее изобретение не ограничено этим. Согласно альтернативным вариантам проба текучей среды может быть пробой телесной текучей среды, включая тканевую текучую среду или пробы текучей среды, содержащие простатический специфический антиген. Кроме того, хотя измеритель вещества, определяемого при анализе крови, может включать измеритель гемоглобина A1c (HbA1c) или липидов, настоящее изобретение также этим не ограничено.

Согласно одному объекту настоящее изобретение обеспечивает получение устройства для подготовки пробы текучей среды для использования в измерителе вещества, определяемого при анализе текучей среды, содержащего первую часть, содержащую: часть для прокалывания перегородки, капиллярный канал и отверстие во внешней поверхности первой части; и вторую часть, содержащую камеру для обрабатывающего раствора и перегородку, закупоривающую камеру для обрабатывающего раствора, в котором отверстие открыто, когда первая часть устройства первоначально вставлена во вторую часть устройства, и в котором отверстие закрыто, когда первая часть устройства полностью вставлена во вторую часть устройства.

В соответствии с настоящим изобретением отверстие допускает выход воздуха изнутри второй части устройства, когда первую часть устройства вставляют во вторую часть устройства. Отверстие может содержать прорезь, проходящую по части внешней поверхности первой части устройства. Прорезь может проходить от переднего края части внешней поверхности по длине внешней поверхности первой части устройства.

Согласно другому объекту настоящее изобретение обеспечивает получение устройства для приготовления пробы текучей среды для использования в измерителе вещества, определяемого при анализе текучей среды, содержащего: первую часть, имеющую капиллярный канал, имеющий размеры, приспособленные для приема в него пробы текучей среды, и имеющий отверстие на внешней поверхности; вторую часть, имеющую камеру для обрабатывающего раствора, ограниченную первой и второй перегородками, в котором первая часть проникает через первую перегородку, когда первую часть вставляют во вторую часть, таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора смешивается с содержимым капиллярного канала, причем отверстие открыто, когда первая часть устройства первоначально вставлена во вторую часть устройства, и отверстие закрыто, когда первая часть устройства полностью вставлена во вторую часть устройства; и механизм для прокалывания второй перегородки таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора и капиллярного канала может вытесняться из устройства.

Согласно другому объекту настоящее изобретение обеспечивает принятие устройства для приготовления пробы текучей среды для использования в измерителе вещества, определяемого при анализе текучей среды, содержащего: первую часть, имеющую капиллярный канал, имеющий размеры для приема в него пробы текучей среды; вторую часть, имеющую камеру для обрабатывающего раствора, ограниченную первой и второй перегородками, в котором первая часть проникает через первую перегородку, когда первую часть вставляют во вторую часть, таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора смешивается с содержимым капиллярного канала; и плунжер, имеющий механизм для прокалывания второй перегородки таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора и капиллярного канала вытесняется через плунжер. Согласно предпочтительным объектам механизм для прокалывания второй перегородки может содержать шип на плунжере. Кроме того, плунжер может содержать центральный канал для потока, и в нем шип расположен смежно с центральным каналом для потока. Острый конец шипа может быть расположен над центральным каналом для потока.

Краткое описание чертежей

Фиг.1А - вид в перспективе варианта осуществления изобретения предшествующего уровня техники, показанного в опубликованной заявке на патент США №2005/0196872, номер заявки 11/043510, озаглавленной "Механическое устройство для смешивания пробы текучей среды с обрабатывающим раствором".

Фиг.1В - вид сбоку устройства, показанного на фиг.1А.

Фиг.1C - вид сечения, соответствующего фиг.1В.

Фиг.1D - вид сбоку первой части устройства, вставленной во вторую часть устройства.

Фиг.1Е - вид сбоку в сечении, соответствующий фиг.1D.

Фиг.1F - вид в перспективе устройства, вставляемого в измеритель.

Фиг.1G - вид сбоку в сечении, соответствующий фиг.1F.

Фиг.1Н - иллюстрация системы для облегчения промывки первой части устройства.

Фиг.2А - вид в перспективе варианта осуществления настоящего изобретения, показывающий первую часть устройства, имеющую выпускную прорезь.

Фиг.2В - вид сбоку, соответствующий фиг.2А, до вставки первой части устройства во вторую часть устройства.

Фиг.2С - вид сбоку, соответствующий фиг.2А, показывающий частичную вставку первой части устройства во вторую часть устройства.

Фиг.2D - вид сбоку, соответствующий фиг.2А, показывающий полную вставку первой части устройства во вторую часть устройства.

Фиг.3А - вид с пространственным разделением деталей другого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3В - вид в сечении второй части, плунжера и колпачка, показанных на фиг.3А, до использования.

Фиг.3С - вид сечения, подобный показанному на фиг.3В, но с первой частью устройства, полностью вставленной во вторую часть устройства.

Фиг.3D - вид сечения, подобный показанному на фиг.3С, но с удаленным колпачком и плунжером, полностью вставленным во вторую часть устройства.

Подробное описание чертежей

На фиг.1А-1Н показано устройство предшествующего уровня техники, показанное на фиг.8А-8Н опубликованной заявки на патент США №2005/0196872, номер заявки 11/043510, озаглавленной "Механическое устройство для смешивания пробы текучей среды с обрабатывающим раствором", описанное следующим образом.

Устройство 100 включает первую часть 102, имеющую прокалывающую перегородку часть 103 с находящимся в ней капиллярным каналом 105; и вторую часть 104, включающую камеру 106 для обрабатывающего раствора и верхнюю перегородку 108, закупоривающую камеру 106 для обрабатывающего раствора.

Согласно одному предпочтительному способу действия пользователь помещает каплю крови из его пальца на верхний конец капиллярного канала 105. На противоположном конце капиллярного канала 105 расположено ограничительное соединение 107. Такое ограничительное соединение, предпочтительно, может содержать канал, проходящий через первую часть 102 устройства 100. Ограничительное соединение 107, таким образом, облегчает прием заданного количества крови в капиллярный канал 105.

Как показано на фиг.1D и 1Е, после того как капиллярный канал 105 был заполнен пробой крови, первую часть 102 вставляют во вторую часть 104 таким образом, что прокалывающий перегородку выступ 103 проникает через верхнюю перегородку 108 таким образом, что капиллярный канал 105 входит в камеру 106 для обрабатывающего раствора. Таким образом, содержимое капиллярного канала 105 и камеры 106 для обрабатывающего раствора смешивается. Смешивание может быть дополнительно улучшено посредством встряхивания устройства.

Наконец, как показано на фиг.1F и 1G, дозирующая насадка 101 может быть перемещена относительно первой части 102 таким образом, что вторая (то есть нижняя) перегородка 109 прокалывается первой частью 102. Когда это происходит, смешанный раствор из крови/обрабатывающего раствора вытесняется из устройства через дозирующую насадку 101. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения дистальный конец 101А дозирующей насадки 101 имеет размеры, приспособленные для приема во входное отверстие анализатора 10 крови (который может содержать измеритель гемоглобина A1c крови). Это устройство может использоваться с любым пригодным измерителем жидкого вещества, определяемого при анализе, или даже с простой емкостью (например, для приготовления пробы для расположения в лунке таким образом, что ее анализ может быть сделан в будущем).

На фиг.1C показаны возможные внутренние признаки дозирующей насадки 101. Например (в отличие от фиг.1C), внутренний канал 120, через который вытесняется текучая среда, может расширяться. Это дает преимущество замедления потока раствора в измеритель 10, что предотвращает всплескивание в измерителе 10. Кроме того, может также применяться воздухоприемное отверстие для повышения давления воздуха в ходе работы.

В первую часть 104 вставлена дозирующая насадка 101, как показано. Это дает преимущество улавливания смеси из крови/обрабатывающего раствора таким образом, что она может быть вся вытеснена через дозирующую насадку 101.

Первая и вторая перегородки 108 и 109 могут быть выполнены из фольги или любого пригодного материала, включая пластмассу или каучук.

Система 100 также может использоваться для приготовления пробы крови для использования в измерителе 10 для анализа крови посредством: всасывания крови в капиллярный канал 105 в корпусе 102, имеющем прокалывающий перегородку выступ 103; прокалывания первой перегородки 108, закрывающей камеру 106 для обрабатывающего раствора, при помощи выступа 103 для прокалывания перегородки, таким образом открывая кровь в капиллярном канале 105 для содержимого камеры 106 для обрабатывающего раствора; встряхивания камеры 106 для обрабатывающего раствора с капиллярным каналом 105, вставленным в него, таким образом смешивая кровь с содержимым камеры 106 для обрабатывающего раствора; и прокалывания второй перегородки 109 таким образом, что смешанные кровь и содержимое камеры для обрабатывающего раствора поступают в измеритель 10 для анализа крови.

Система 100 также может использоваться для приготовления пробы крови для использования в измерителе 10 для анализа крови посредством: всасывания пробы крови в капиллярный канал 105 в первой части 102 устройства; перемещения первой части 102 устройства относительно второй части 104 для прокалывания перегородки 108 камеры 106 для обрабатывающего раствора таким образом, что содержимое камеры 106 для обрабатывающего раствора смешивается с пробой крови в капиллярном канале 105; и вытеснения смешанных обрабатывающего раствора и пробы крови через дозирующую насадку 106 в измеритель 10 для анализа крови.

На фиг.1Н показана система предшествующего уровня техники для облегчения промывки капиллярного канала 105 в выступе 103 для прокалывания перегородки первой части 102 следующим образом. В стороне капиллярного канала 105 расположено открытое окно 110 для облегчения промывки пробы текучей среды для лучшего смешивания.

На фиг.2А-2D показан вариант осуществления настоящего изобретения, имеющий отверстие в первой части устройства. Это отверстие обеспечивает то, что первая часть 202 вставляется во вторую часть 204 в то же самое время независимо от квалификации пользователя или самих частей. Преимущество этого управляемого создания давления состоит в том, что оно обеспечивает подачу правильного количества в анализирующий картридж, который может использоваться с устройством. В частности, точная предварительно заданная доза обработанной пробы текучей среды может быть впрыснута из устройства, когда вторая перегородка во второй части устройства разрушена следующим образом.

Вариант осуществления изобретения, представленный на фиг.2А-3D, работает подобно описанному выше варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.1А-1Н, но имеет другие новые признаки, включая, но не ограничиваясь ими, следующие.

Устройство 200 (фиг.2А) включает первую часть 202, имеющую прокалывающий перегородку выступ 203 с находящимся в нем капиллярным каналом 205; и вторую часть 204, включающую камеру 206 для обрабатывающего раствора с верхней перегородкой 208, закупоривающей камеру 206 для обрабатывающего раствора. Подобно использованию устройства предшествующего уровня техники, показанному на фиг.1А-1Н, пользователь помещает каплю крови в капиллярный канал 205. Ограничительное соединение 207 работает подобно ограничительному соединению 107. После того как капиллярный канал 205 был заполнен кровью, первую часть 202 вставляют во вторую часть 204. Выступ 203 для прокалывания перегородки в этом случае проколет перегородку 208 таким образом, что капиллярный канал 205 будет принят в камеру 206 для обрабатывающего раствора (во второй части 204).

Как показано на фиг.2А-2D, отверстие 220 находится во внешней поверхности 222 первой части 202. Отверстие 220 может просто представлять собой прорезь в первой части 202. Предпочтительно, отверстие 220 проходит от переднего края 224 внешней поверхности 222 первой части 202 устройства 200.

Как показано на фиг.2В-2D, отверстие 220 позволяет воздуху выходить изнутри второй части 204, когда первую часть 202 вставляют во вторую часть 204 устройства. На фиг.2В показана первая часть 202 до вставки во вторую часть 204. На фиг.2С показана первая часть 202, частично вставленная во вторую часть 204. Как можно видеть, отверстие 220 позволяет воздуху выходить из камеры 206, когда первую часть 202 вставляют во вторую часть 204. Наконец, как можно видеть на фиг.2D, первую часть 202 полностью вставляют во вторую часть 204. Таким образом, содержимое капиллярного канала 205 и камеры 206 для обрабатывающего раствора может быть смешано без какой-либо утечки текучей среды из отверстия 220. В этот момент никакой дополнительный воздух не может выходить из камеры 206 через отверстие 220 (поскольку отверстие 220 полностью принято внутрь второй части 204).

Как можно видеть, внешняя поверхность 220 первой части 202 расположена против внутренней поверхности второй части 204. В типичном показанном варианте осуществления изобретения отверстие 220 становится полностью закупоренным, когда оно проходит уплотнительное кольцо 221 во второй части 204. Как правило, первая часть 202 будет проходить приблизительно на 0,001 дюйма после точки закупоривания, пока она не будет полностью вставлена во вторую часть 204. Движение (первой части 202 во вторую часть 204) по этому дополнительному небольшому отрезку вызывает повышение давления в камере. Это обеспечивает подачу правильного количества в анализирующий картридж, который может использоваться с устройством. В частности, точная предварительно заданная доза обработанной пробы текучей среды может быть выдавлена из устройства 200, когда вторая перегородка 209 (фиг.2В и 2С) во второй части 204 устройства 200 разрушена. Таким образом, преимущество отверстия 220 состоит в том, что его присутствие обеспечивает то, что первая часть 202 вставляется во вторую часть 204 в то же самое время независимо от квалификации пользователя или самих частей.

На фиг.2А-2С показано действие устройства 200, которое работает следующим образом. Первая часть 202 и вторая часть 204 работают подобно соответствующим первой и второй частям 102 и 104 устройства предшествующего уровня техники, показанного на фиг.1А-1Н. Применен плунжер 201. Плунжер 201 действует так же, как дозирующая насадка 101, описанная выше. Также применен нижний колпачок.

Как можно видеть на фиг.3В, плунжер 201 первоначально посажен в основании второй части 204. Как плунжер 201, так и вторая часть 204 установлены внутри колпачка 211. Затем, как можно видеть на фиг.3С, первую часть 202 вставляют во вторую часть 204 (как описано выше). В этот момент прокалывающий перегородку выступ 203 прорывает (верхнюю) перегородку 208 таким образом, что содержимое капиллярного канала 205 и камеры 206 для обрабатывающего раствора 206 может быть смешано. Затем, как можно видеть на фиг.3D, колпачок 211 удаляют, и плунжер 201 толкают вверх во вторую часть 204. В этот момент шип 215 на плунжере 201 разорвет (нижнюю) перегородку 209 таким образом, что смешанное содержимое камеры 206 для обрабатывающего раствора может быть вытеснено из основания устройства 200. Например, через плунжер 201 (подобно подходу, показанному на фиг.1F).

Согласно одному возможному объекту изобретения плунжер 201 включает центральный канал 217 для потока. Острый верхний конец шипа 215 может быть расположен смежно с центральным каналом 217 для потока. В одном возможном варианте острый конец шипа 215 может быть расположен немного выше верхнего конца центрального канала 217 для потока.

Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено использованием с пробами крови. Вместо этого оно может использоваться с любой другой текучей средой, которую требуется проанализировать в измерителе жидкого вещества любого типа. Как таковое, настоящее изобретение охватывает действие с различными пробами текучей среды, включая пробы телесной текучей среды, которые включают анализируемые вещества, такие как простатический специфический антиген, липиды, креатинин, микроальбумин и т.д.

Предпочтительно, измеритель, с которым используется устройство 200, представляет собой измеритель HbA1c, однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено им. Вместо этого любая форма измерителя анализируемого вещества (для измерения одного или более анализируемых веществ) совместима с настоящим изобретением. Таким образом, настоящее изобретение может предусматривать, но не ограничено этим, смешивание пробы крови с буферным растворителем. Например, настоящее изобретение может также быть полезно для смешивания крови с другими веществами и может также использоваться в связи с другими устройствами. Функционирование типичного измерителя было описано в патентах США №№5837546, 5945345 и 5580794, включенных сюда в качестве ссылочного материала во всей их полноте. Однако следует понимать, что настоящее изобретение может также использоваться с любым пригодным измерителем жидкого вещества, определяемого при анализе, или даже с простой емкостью (например, для приготовления пробы для осаждения в лунку, таким образом, что она может быть проанализирована в будущем).

Согласно возможным объектам изобретения устройство 200 также может использоваться или с одноразовым измерителем (как было описано в патентах США №5837546, №5945345 и №5580794) или с картриджной системой многоразового использования, описанной в Предварительной заявке на патент США №60/550410.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения устройства для приготовления пробы текучей среды для использования в измерителе вещества, определяемого при анализе текучей среды. Устройство содержит первую и вторую части. Первая часть содержит прокалывающий перегородку выступ, капиллярный канал и отверстие во внешней поверхности первой части. Вторая часть содержит камеру для обрабатывающего раствора и перегородку, закупоривающую камеру для обрабатывающего раствора. При этом отверстие открыто, когда первая часть устройства первоначально вставлена во вторую часть устройства, и отверстие закрыто, когда первая часть устройства полностью вставлена во вторую часть устройства. Капиллярный канал, выполненный в первой части устройства, имеет размеры для приема в него пробы текучей среды. Вторая часть включает камеру для обрабатывающего раствора, которая может быть ограничена первой и второй перегородками, где первая часть проникает через первую перегородку, когда первая часть вставлена во вторую часть, таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора смешивается с содержимым капиллярного канала. При этом механизм для прокалывания второй перегородки выполнен таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора и капиллярного канала может быть вытеснено из устройства. Устройство также может включать плунжер, имеющий механизм для проникновения через вторую перегородку таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора и капиллярного канала вытесняется через плунжер. Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении контроля повышения давления в устройстве при подаче требуемого количества пробы в анализирующий картридж. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство для приготовления пробы текучей среды для использования в измерителе вещества, определяемого при анализе текучей среды, содержащее:
первую часть, содержащую
прокалывающий перегородку выступ,
капиллярный канал и
отверстие во внешней поверхности первой части; и
вторую часть, содержащую
камеру для обрабатывающего раствора и
перегородку, закупоривающую камеру для обрабатывающего раствора, причем отверстие открыто, когда первая часть устройства первоначально вставлена во вторую часть устройства, и отверстие закрыто, когда первая часть устройства полностью вставлена во вторую часть устройства.

2. Устройство по п.1, в котором отверстие выполнено с возможностью выхода воздуха изнутри второй части устройства, когда первая часть устройства вставлена во вторую часть устройства.

3. Устройство по п.1, в котором отверстие содержит прорезь, проходящую по части внешней поверхности первой части устройства.

4. Устройство по п.3, в котором прорезь проходит от переднего края части внешней поверхности путь по длине внешней поверхности первой части устройства.

5. Устройство по п.3, в котором внешняя поверхность первой части устройства расположена против внутренней поверхности второй части устройства, когда первая часть устройства полностью вставлена во вторую часть устройства.

6. Устройство для приготовления пробы текучей среды для использования в измерителе вещества, определяемого при анализе текучей среды, содержащее:
первую часть, имеющую капиллярный канал, имеющий размеры для приема в него пробы текучей среды, и имеющую отверстие во внешней поверхности;
вторую часть, имеющую камеру для обрабатывающего раствора, ограниченную первой и второй перегородками, где первая часть проникает через первую перегородку, когда первая часть вставлена во вторую часть, таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора смешивается с содержимым капиллярного канала, причем отверстие открыто, когда первая часть устройства первоначально вставлена во вторую часть устройства, и отверстие закрыто, когда первая часть устройства полностью вставлена во вторую часть устройства; и
механизм для прокалывания второй перегородки таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора и капиллярного канала может быть вытеснено из устройства.

7. Устройство по п.6, в котором отверстие выполнено с возможностью выхода воздуха изнутри второй части устройства, когда первая часть устройства вставлена во вторую часть устройства.

8. Устройство по п.6, в котором отверстие содержит прорезь, проходящую по части внешней поверхности первой части устройства.

9. Устройство по п.7, в котором прорезь проходит от переднего края части внешней поверхностной путь по длине внешней поверхности первой части устройства.

10. Устройство по п.7, в котором внешняя поверхность первой части устройства расположена против внутренней поверхности второй части устройства, когда первая часть устройства полностью вставлена во вторую часть устройства.

11. Устройство для приготовления пробы текучей среды для использования в измерителе вещества, определяемого при анализе текучей среды, содержащее:
первую часть, имеющую капиллярный канал, имеющий размеры для приема в него пробы текучей среды;
вторую часть, имеющую камеру для обрабатывающего раствора, ограниченную первой и второй перегородками, где первая часть проникает через первую перегородку, когда первая часть вставлена во вторую часть, таким образом, что
содержимое камеры для обрабатывающего раствора смешивается с содержимым капиллярного канала; и
плунжер, имеющий механизм для проникновения через вторую перегородку таким образом, что содержимое камеры для обрабатывающего раствора и капиллярного канала вытесняется через плунжер.

12. Устройство по п.11, в котором механизм для проникновения через вторую перегородку содержит шип на плунжере.

13. Устройство по п.12, в котором плунжер содержит центральный канал для потока, и шип расположен смежно с центральным каналом для потока.

14. Устройство по п.13, в котором острый конец шипа расположен над центральным каналом для потока.