吸管端及吸管系统的制作方法

本发明涉及一种能够容易实现试样的定量采集的吸管端及包括该吸管端的吸管系统，尤其，涉及一种利用毛细管能够定量采集相对大容量液体试样的吸管端，以及利用该吸管端采集液体试样且能够进行输送和分注的吸管系统。

背景技术：

吸管(pipette)是指测量或者分注液体时使用的由玻璃或塑料制成的细的管，根据不同的用途有吸量管(全节吸量管)、滴管、巴斯德吸管、自动吸管等。

进行临床免疫分析时为了定量采集试样并进行混合及分注而使用吸管(pipette)端。为了进行分析试验人员通过使用与进行定量采集的容量相匹配的吸管端来进行检验。目前研发出并普及了很多能够容易且大量进行这种手动式检验的自动化设备。

所谓的自动化设备是指通过输入到内部的程序能够进行一次以上的自动处理(分注、预处理)的临床检验设备。这种自动化设备的缺点在于所述设备为了采集测量所需的试样的量而需要采集相当于所需试样的数十倍的量试样。

举一个具体的例子，对于检验并测量人体血液中的蛋白质等的自动化设备，为了检验而需要采集5mL以上的静脉血并将其保管在一定的管中进行检验，但是实际用于测量的血液的量只要10μl左右就足够，而在自动化设备中只有在血液管中装有数mL的血液才能够实现自动采集。10μl左右的血液可在指尖利用毛细血进行采集并使用，而在自动化设备中无法使用这种毛细血，并且，对于婴幼儿以及因血管深而难以进行采血的患者，将会伴随采血导致的心理上的痛苦和采 血本身的困难。

现有技术文献

专利文献

授权专利公布第10-1510823号(公告日：2015年4月13日)

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种在不利用吸管的情况下也能够定量采集少量的试样的吸管端，以及能够利用该吸管端方便地完成预处理溶液和试样的混合预处理的吸管系统。

(二)技术方案

用于实现上述目的的本发明的吸管端包括：试样采集单元，沿长度方向形成毛细管，由此实现试样的导入；以及筒体，形成有试样保存室，所述试样保存室通过不连续的段与所述毛细管连通。

优选地，其特征在于，所述不连续的段与毛细管的倾斜角为45°以上。

优选地，其特征在于，所述毛细管具有第一毛细管，以及截面面积与所述第一毛细管不同的第二毛细管。

优选地，其特征在于，所述毛细管的横截面为长孔形或十字型形。

其次，本发明的吸管系统包括：吸管端，其具有沿长度方向形成毛细管而实现试样的导入的试样采集单元、形成有通过不连续的段与所述毛细管连通的试样保存室的筒体；以及手柄装置，与所述筒体的端部固定，能够通过由电控制信号驱动的压力源来调节所述吸管端内的压力。

优选地，所述手柄装置包括：连接器，形成有贯穿形成的流路，由此与所述筒体的开口部插入组装；泵，能够根据从外部输入的电控制信号，并通过所述连接器调节吸管端内的压力。

更优选地，所述手柄装置包括：引导单元，在吸管端所在的区域与试剂盒(cartridage)所在的区域之间引导所述连接器的移动；驱动单元，沿所述引导单元产生用于操作所述连接器的位置的驱动力；控制单元，产生控制所述泵和所述驱动单元的驱动的电控制信号。

(三)有益效果

本发明的吸管端包括形成有毛细管的试样采集单元，以及形成有具有不连续的段并从毛细管先端扩张的试样保存室的主体单元，从而利用具有一定容量地设计制作的毛细管能够进行试样的定量采集，由此具有对于毛细血之类的少量的试样也能够进行诊断的效果。

现有技术的吸管端自身不具有能够吸引定量的试样的功能，由此采用利用吸管的设定容积功能来设定采集的试样的容积的方式，而在本发明中即使不使用吸管的情况下也能够在吸管端自身进行一定容积的液体试样的定量采集，因此应用到自动化的诊断设备中，具有能够使用毛细血等的少量的试样来进行自动诊断的效果。

并且，本发明的吸管系统利用可通过毛细现象来进行试样的定量采集的吸管端，由此具有能够方便地实现与反应溶液的混合及分注的效果。

附图说明

图1是本发明的吸管端的剖面结构图。

图2的(a)至(f)是表示本发明的吸管端的毛细管剖面的多种实施例的图。

图3是表示本发明的吸管端的其他实施例的试样采集单元的放大剖视图。

图4的(a)至(f)是用于说明本发明的吸管端的使用方法的图。

图5是本发明的吸管系统的结构图。

附图说明标记

100：吸管端 110：试样采集单元

111：毛细管 120：筒体

121：段 122：试样保存室

310：连接器 320：泵

410：可动框架 411：垂直滚珠螺杆

412：水平滚珠螺杆 420：控制单元

500：移送装置 600：检验单元

具体实施方式

在本发明的实施例中所提出的特定的结构以及功能性的说明只是为了说明本发明的概念的实施例而示例的，根据本发明的概念的实施例可实施为多种方式。并且，不能解释为本发明限定于本说明书中所说明的实施例，而应当理解为包括本发明的思想及技术范围所包含的所有的变更物、均等物乃至替代物。

另外，虽然在本发明中第一和/或第二等术语可用于说明多种组成构件，但是所述组成构件不限定于所述术语。所述术语只是以区别一个组成构件与另一个组成构件的目的来使用，例如，在不超出本发明的概念的保护范围内，第一组成构件可命名为第二组成构件，类似地，第二组成构件也可命名为第一组成构件。

当提及一个组成构件与其他组成构件“连接”或者“接合”时，有可能与其他组成构件直接连接或者接合，但是应该理解为在两者中间也有可能存在其他的组成构件。另一方面，当提及一个组成构件与其他组成构件“直接连接”或者“直接接触”时，应当理解为在两者中间不存在其他的组成构件。用于说明组成构件之间的关系的“在～之间”和“就在～之间”或者“与～相邻”和“直接与～相邻”等的表述也应当同样地解释。

在本说明书中所使用的术语只是为了说明特定的实施例而使用的，其并不是用于限定本发明。在上下文中没有明确地表示不同的意思的前提下，单数的表示形式包括复数的表示形式。在本说明书中“包 括”或“具有”等的术语应当理解为，其是用于说明所实施的特征、数字、步骤、动作、组成构件、配件或这些组合的存在，而不是事先排除一个或一个以上的其他的特征或者数字、步骤、动作、组成构件、配件或其组合的存在或附加的可能性。

以下参照附图对本发明进行详细的说明。

如图1所示，本发明的吸管端100包括：试样采集单元110，沿长度方向形成毛细管111，由此实现试样的导入；以及筒体120，形成有能够保存试样的试样保存室122，所述试样保存室通过不连续的段121与毛细管111连通。

试样采集单元110与筒体120可一体形成，其可以是玻璃或塑料材质，并不限定于此，优选使用刚性(rigidity)强的材料，以便不会因外部施加的力而产生形状的变化。

并且，为了产生有效的毛细管现象而试样可使用亲水性材料制作试样采集单元110，或者在试样采集单元110的毛细管111的内周面镀覆亲水性的薄膜。

毛细管111沿试样采集单元110的长度方向贯穿形成，由此通过毛细管现象来保存试样，采集的容量大约可取5μl至100μl。

可通过毛细管现象在能够进行试样的采集的范围内决定毛细管111尺寸(直径)，优选地，毛细管直径大约在0.5mm至1.5mm的范围内决定。

筒体120可与试样采集单元110一体形成，设置与毛细管111的前端连通的试样保存室122，此时试样保存室122以相对毛细管111具有不连续的段121的方式延伸，由此具有比毛细管111大的直径。

在图1中示例不连续的段121与毛细管111的倾斜角为直角，而当倾斜角θ为45°以上时，能够确认通过毛细管现象采集的液体试样只填充至毛细管111，并且倾斜角θ为90°以上也无妨。

试样保存室122贯穿筒体120的中心而形成，由此可实现预处理 溶液和试样的混合，优选地，从不连续的段121沿上方向具有圆锥形状的倾斜面。

如上所述，试样保存室122上端的被扩张的开口部能够与具有对应的锥形面的自动化装置等形成卢尔锁(luer lock)组合，优选地，在试样保存室122的内周面可形成环状的卡合槽123，以便能够与突出形成在自动化装置的锥形面上的突起插入结合。

如此组成的本发明的吸管端100可根据试样采集单元110的毛细管111的体积来决定正确的采集容量。即，根据毛细管111的横截面积和高度(L)来决定毛细管111的体积，采集试样通过毛细管现象填充段121以下的毛细管111。

另外，在本发明中基于采集容量的考虑，能够对毛细管的截面形状进行多种变形。例如，为了增大采集容量需要相应地将试样采集单元的长度(L)长长地制作，但是在本发明中为了大容量的采集容量而可增大毛细管的横截面积的大小。

图2的(a)、(b)、(c)、(d)是表示本发明的吸管端的毛细管剖面的多种实施例的图。

参照图2，毛细管111a可以是圆形截面(图2(a))，或毛细管111b可以是长孔状的孔(图2(b))。并且，本发明的毛细管111c可以是十字型形状(图2(c))，或毛细管111d可以是在一定的半径上重叠具有一定角度的圆弧而形成的孔(图2(d))。

另一方面，优选地，各个毛细管111a、111b、111c、111d在可产生毛细管现象的范围内将其尺寸d(直径或宽幅)大约定在0.5mm～1.5mm之间。

举另外一个实施例，图2(e)表示在具有圆形截面的毛细管111e内插入芯棒112的状态，此时，毛细管111e自身的直径d1可设为大于前面所说明的实施例(a)、(b)、(c)、(d)的值，与此同时可根据芯棒112的尺寸的有效尺寸d在能够产生毛细管现象的尺寸 (0.5mm～1.5mm)范围内决定，从而增大有效的截面面积，由此实现大容量的试样采集。图2(f)又是另一个实施例，其表示在具有四边形截面结构的毛细管111e内部插入芯棒113的状态。

图3是表示本发明的吸管端的另一个实施例的试样采集单元的放大剖面图。

参照图3，本发明的吸管端中，贯穿形成在试样采集单元210的毛细管211、212可由形成在前端开口部上的第一毛细管211，以及与第一毛细管211连通且截面面积窄于第一毛细管的第二毛细管212组成。

另一方面，优选地，将第二毛细管212的尺寸(直径或宽幅)定在1.5mm以下，以便可产生毛细管现象，更优选地，第一毛细管211与第二毛细管212通过不连续的段211a来连接。

如上所述，毛细管由第一毛细管区间A和第二毛细管区间B组成，且各个区间通过不连续的段来连接，以便容易进行吸管端的大容量设计或多种容量的采集容量设计及制作。

具体地，参照图1，当毛细管111的整体区间具有相同的直径时，大容量的液体试样采集用吸管端与设计容量成比例地，将毛细管111的长度长长地制作，这样会具有在自动化分析仪器中适用吸管端时需要考虑因吸管端的长度而产生干扰等问题。

因而，如图3所示，在本发明中将大容量(50μl<)液体试样采集用吸管端200可设计成如下结构，即根据采集容量将毛细管211、212分为两个以上的区间，并使其在前端开口部具有一定长度L2的大直径区间，由此在将毛细管211、212的整体长度L1限制在一定的长度以下的同时能够实现所需采集容量。

图4的(a)至(f)是表示本发明的吸管端的使用方法的图。

如图4(a)所示，利用吸管端100采集试样10，此时试样10因毛细管现象而在试样采集单元110的毛细管内正确地实现定量采集。

如图4(b)所示，将已采集试样10的吸管端100安装(mounting)在可调节压力的手柄装置上。

手柄装置由形成有贯穿形成的流路并与吸管端100组装的连接器310，以及通过连接器310能够在吸管端100产生正压(positive pressure)或负压(negative pressure)的泵320组成，连接器310是中空形状的管，所述连接器与吸管端100的上部插入组装并通过管道与泵320连接。

其次，如图4(c)所示，通过由手柄装置产生的负压，保存于吸管端100的试样采集单元110的试样保存到筒体120。

如图4的(d)、(e)所示，将安装在手柄装置的吸管端100移动至预处理溶液20，并通过混合试样10和预处理溶液20来制造混合液30。此时，吸管端100的试样10通过由泵320产生的正压来实现排出。

其次，如图4(f)所示，混合液30重新吸入至吸管端100，所吸入的混合液30可在所需的位置上进行分注。此时，混合液30通过由泵320产生的负压而吸入至吸管端100。

图5是本发明的吸管系统的结构图。

如图5所示，本发明的吸管系统包括：引导单元，用于引导连接器310的移动位置；驱动单元，沿所述引导单元产生用于操作连接器310的位置的驱动力；控制单元，用于控制泵和驱动单元的驱动。

在本实施例中，示例连接器310与泵320一体形成的模块类型，在泵320的下端设置连接器310并与连接器310一起移动位置。另一方面，连接器通过挠性软管与泵连接，由此可实现只移动连接器的位置来运行。

引导单元在已经定量采集液体试样的多个吸管端100所在的吸管端位置(site)与试剂盒21所在的试剂盒位置之间引导连接器310的位置移动，在本实施例中示例垂直滚珠螺杆411、通过垂直滚珠螺 杆411来引导并进行垂直运动的可动框架410，以及水平配置在可动框架410上并引导泵320的水平方向的运动的水平滚珠螺杆412。

在本实施例中，吸管端100在已经定量采集液体试样的状态下容纳于设置在指定位置上的机架401并进行配置，试剂盒21设置在移送装置500的一侧。

垂直滚珠螺杆411和水平滚珠螺杆412通过众所周知的轴承可旋转地设置，在各个滚珠螺杆上设置用于滚珠螺杆的旋转驱动的第一驱动马达413和第二驱动马达414。

控制单元420控制泵320和第一驱动马达413、第二驱动马达414的驱动，具体地，控制单元420可通过控制第一驱动马达413和第二驱动马达414来实现连接器310的位置控制，将通过连接器310来采集液体试样的吸管端100移动至试剂盒21，由此可将液体试样与试剂盒21的预处理溶液进行混合或分注。

另一方面，在对吸管端100进行移动操作和进行混合或分注的过程中，控制单元420对泵320进行控制，以使额定的压力能够作用于吸管端100内，由此防止在移动的过程中液体试样流出，或者能够与预处理溶液进行混合或分注。

与液体试样完成混合或分注的试剂盒21可通过移送装置500移送至检验单元600并进行检验。

在本实施例中说明了引导单元进行垂直和水平方向的双轴运动，但是显而易见地，应当被理解为可增加与垂直和水平方向相互直交的方向的引导部件和驱动源，由此实现三轴方向的运动。

以上所说明的本发明并不限定于前面叙述的实施例和附图，在不超出本发明的技术思想的范围内，本领域的技术人员能够进行各种置换、变形以及变更。