通过使用非同心质量块振动移液管来混合流体或介质的装置和方法与流程

本发明涉及用于混合流体/介质以用于测定的方法和设备，更具体地，涉及利用不平衡的非同心质量块使移液管或其他搅拌器混合流体/介质并打破比色皿中的顺磁性粒子簇的系统。

背景技术：

一些免疫化学分析系统要求患者生物样品(例如血清或血浆)中的分析物分子附着在顺磁性粒子上。这样的系统要求放置磁体，以便可以定位顺磁性粒子，且可以进行一个或多个清洗步骤以去除与可能存在于样品中的潜在污染物和干扰物质相关的背景信号。然而，当对顺磁性粒子施加磁力，即使之后去除磁力，该磁力也会引起顺磁性粒子聚集。因此，需要能够打破团簇的混合顺磁性粒子的装置，以便可以使用这些顺磁性粒子进行测定。

技术实现要素：

本发明涉及一种混合装置，其被配置为混合/流体介质和/或打破比色皿内的顺磁性粒子簇。在一个示例性实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，一种用于免疫化学系统的混合装置包括移液管、至少一个非同心质量块和控制单元，所述移液管被配置为从比色皿中吸取流体和/或顺磁性粒子或将流体和/或顺磁性粒子分配到比色皿中，所述非同心质量块被配置为引起移液管以混合运动方式移动，所述控制单元被配置为当所述移液管被放至比色皿内时，激活至少一个非同心质量块混合比色皿内的液体和/或顺磁性粒子。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述至少一个非同心质量块包括第一非同心质量块和第二非同心质量块，所述第一非同心质量块被配置为引起所述移液管以第一圆形模式移动；所述第二非同心质量块被配置为引起所述移液管以第二圆形模式移动；所述第二圆形模式的半径比所述第一圆形模式的半径小，并且其中所述控制单元被配置为激活所述第一和第二非同心质量块以引起所述移液管同时以第一圆形模式和第二圆形模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述第一和第二非同心质量块中的一个的旋转引起所述第一和第二非同心质量块中的另一个的旋转。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述第一和第二非同心质量块中的一个的旋转使至少一个中间齿轮旋转从而引起第一和第二非中心质量块中的另一个的旋转。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述第一和第二非同心质量块以相反方向旋转。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述第一和第二非同心质量块绕相同的轴旋转。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述第一和第二非同心质量块均是物理上非同心的，其使旋转时产生不平衡质量。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述至少一个非同心质量块包括位于其外周上的凹陷。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述至少一个非同心质量块包括实心部分和开口部分。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述至少一个非同心质量块是重量上非同心的，其使旋转时产生不平衡的质量。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述至少一个非同心质量块是物理上非同心的，其使旋转时产生不平衡的质量。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述混合装置包括移位移检测子组件，所述位移检测子组件被配置为确定移液管是否已经移出。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述位移检测子组件包括从移液组件延伸到混合组件的至少一根杆，所述移液组件包括移液管，所述混合组件包括第一和第二非同心质量块。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述控制单元通过控制电机使第一和第二非同心质量块旋转来激活第一和第二非同心质量块。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述第一和第二非同心质量块中的一个通过电机旋转，从而引起所述第一和第二非同心质量块中的另一个旋转。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述移液管可移除地可连接至所述混合装置。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述控制单元被配置为当移液管被放于比色皿内时，激活至少一个非同心质量块以引起移液管以螺旋模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述控制单元被配置为当移液管被放于比色皿内时，激活至少一个非同心质量块以引起移液管以轮盘曲线模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，用于免疫化学系统的混合装置包括搅拌器、第一非同心质量块、第二非同心质量块以及控制单元，所述搅拌器被配置为平移(translatedinto)到比色皿中；所述第一非同心质量块被配置为引起搅拌器以第一圆形模式移动，所述第二非中心质量块被配置为引起搅拌器以第二圆形模式移动；所述第二圆形模式具有比所述第一圆形模式更小的半径；所述控制单元被配置为激活所述第一和第二非同心质量块以引起所述搅拌器在比色皿内同时以第一圆形模式和所述第二圆形模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述搅拌器包括移液管。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述控制单元被配置为激活所述第一和第二非同心质量块以引起所述搅拌器以螺旋模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述控制单元被配置为激活所述第一和第二非同心质量块以引起所述搅拌器以轮盘曲线模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，在比色皿内混合顺磁性粒子的方法包括：将顺磁性粒子从移液管注入比色皿，在比色皿外部施加磁力以将顺磁性粒子吸引到比色皿壁上，以及在比色皿内同时以第一圆形模式和第二圆形模式移动移液管模式模式，所述第二圆形模式具有比第一圆形模式更小的半径。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述移动移液管包括旋转第一和第二非同心质量块，其中，第一非同心质量块引起移液管以第一圆形模式移动，第二非中心质量块引起移液管以第二圆形模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述方法包括在比色皿内同时以第一和第二圆形模式移动移液管之前移除磁力。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述在比色皿内同时以第一和第二圆形模式移动移液管引起搅拌器以轮盘曲线模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述在比色皿内同时以第一和第二圆形模式移动移液管引起搅拌器以螺旋模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述在比色皿内移动移液管包括以与第二圆形模式相反的第一圆形模式模式移动移液管。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，用于免疫化学系统的混合装置包括：移液管、第一非同心质量块、第二非同心质量块以及控制单元，所述移液管被配置为从比色皿中吸取流体或将流体分配至比色皿中；所述第一非同心质量块被配置为引起移液管以第一圆形模式移动，所述第二非中心质量块被配置为引起移液管以第二圆形模式移动；所述第二圆形模式具有比所述第一圆形模式更小的半径；所述控制单元被配置为激活所述第一和第二非同心质量块以引起所述移液管同时以第一圆形模式和所述第二圆形模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，用于免疫化学系统的混合装置包括移液管、混合组件和控制单元，所述移液管被配置为从比色皿中吸取流体或将流体分配至比色皿中；所述混合组件被配置为引起所述移液管移位；所述控制单元被配置为控制所述混合组件，以引起移液管在比色皿内以轮盘曲线模式移动，从而在比色皿内混合流体或打破比色皿内的顺磁性粒子簇。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述混合组件包括第一非同心质量块和第二非同心质量块，所述第一非同心质量块被配置为引起移液管以第一圆形模式移动，所述第二非中心质量块被配置为引起移液管以第二圆形模式移动；所述第二圆形模式具有比所述第一圆形模式更小的半径，所述移液管同时以第一圆形模式和第二圆形模式运动形成轮盘曲线模式。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述混合组件包括电机，且所述控制单元控制所述电机以引起所述第一和第二非同心质量块旋转。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，一种免疫化学分析系统包括：顺磁性粒子源、流体源、至少一个比色皿、至少一个移液管、混合组件和控制单元，其中，所述至少一个比色皿被配置为接收来自顺磁性粒子源的顺磁性粒子和来自流体源的流体；所述至少一个移液管被配置为(i)平移(translate)使得所述至少一个移液管的至少一部分放于至少一个比色皿内和(ii)将来自顺磁性粒子源的顺磁性粒子和来自流体源的流体中的至少一个分配到至少一个比色皿中以使顺磁性粒子和/或流体可在比色皿内混合；所述混合组件被配置为当所述至少一个移液管的至少一部分放于所述至少一个比色皿中时移动(displace)所述至少一个移液管；所述控制单元被配置为控制所述混合组件，以引起所述移液管在比色皿内以轮盘曲线模式移动，从而混合比色皿中的流体或打破比色皿内的顺磁性粒子簇。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，一种免疫化学分析系统包括顺磁性粒子源、流体源、至少一个比色皿、至少一个移液管、混合组件和控制单元，其中，所述至少一个比色皿被配置为接收来自顺磁性粒子源的顺磁性粒子和来自流体源的流体；所述至少一个移液管被配置为(i)平移使得所述至少一个移液管的至少一部分放于至少一个比色皿内和(ii)将来自顺磁性粒子源的顺磁性粒子和来自流体源的流体中的至少一个分配到至少一个比色皿中以引起顺磁性粒子颗粒和/或流体可在比色皿内混合；所述混合组件被配置为当所述至少一个移液管的至少一部分放于所述至少一个比色皿中时移动所述至少一个移液管；所述控制单元被配置为控制所述混合组件，以引起所述移液管同时以第一圆形模式和第二圆形模式移动，所述第二圆形模式具有比第一圆形模式更小的半径。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，一种在比色皿内混合顺磁性粒子的方法包括将顺磁性粒子从移液管注入比色皿，在比色皿外部施加磁力以将顺磁性粒子吸引到比色皿壁上，旋转第一非同心质量块以引起移液管在比色皿内以第一圆形模式移动，并且旋转第二非同心质量块以引起移液管在比色皿内以第二圆形模式移动，第二圆形模式具有比第一圆形模式更小的半径。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，所述方法包括同时旋转所述第一非同心质量块和所述第二非同心质量块以引起所述移液管在所述比色皿内以轮盘曲线模式移动。

在另一个实施方式中(其可与本文所述的任何其他实施方式结合使用)，一种用于免疫化学系统的混合装置包括搅拌器和控制单元，所述搅拌器被配置为在比色皿内搅拌顺磁性粒子；所述控制单元被配置为使搅拌器在比色皿内以轮盘曲线模式移动。

在一个实施方式中，包括移液管的整个移动组件的质量中心位于同一水平面上，其中，在该水平面上施加了使针在水平方向上移动的外力，从而将由于移液管水平移动的加速度引起的移液管尖端寄生震荡降至最低。

在一个实施方式中，包括移液管的组件的共同重心在外力下位于同一平面上，所述外力加速横向混合，消除由于混合装置在整个仪器不同位置之间需要重新定位而产生的移液管寄生震荡。

附图说明

现在将仅通过参考附图以示例的方式进一步详细说明本发明的实施方式，其中：

图1是根据本发明的自动免疫化学分析装置和试剂系统的示例性实施方式的俯视图；

图2是可以用作图1中移液器的流体分配和混合装置的示例性实施方式的透视图；

图3是图2的流体分配和混合装置的内部部件的分解图；

图4是图2的流体分配和混合装置的内部部件的前透视图；

图5是图2的流体分配和混合装置的内部部件的侧视图；

图6是图2的流体分配和混合装置的侧截面图；

图7a至7f示出了图2的流体分配和混合装置的齿轮组件的示例性实施方式的组装；

图8a和8b示出了图2的流体分配和混合装置的移液组件的示例性实施方式的放置；

图9示出了由图2的流体分配和混合装置的移液管形成的混合模式的示例性实施方式的俯视图；

图10a和10b示出了用于图2的流体分配和混合装置的移位检测器的示例性实施方式；和

图11示出了可由图2的流体分配和混合系统执行的控制方法的示例性实施方式。

具体实施方式

在详细描述本发明的示例性的系统和方法之前，应当理解和知道的是，本发明涉及对不同类型的目标分析物分子，特别是结合免疫原的分子进行诊断分析的方法和装置。通常，该系统使用普通的顺磁性粒子，例如磁珠或微粒，它们在清洗过程中被磁体拉到比色皿壁上，以便可以从比色皿中吸取液体。本发明公开了一种用于混合顺磁性粒子的有利系统和方法。还被考虑的是，本发明也可以用于不使用顺磁性粒子的流体分配和/或混合系统。

如下更详细地说明的，使用本发明的示例性的系统和方法，顺磁性粒子可以涂有一种或多种捕获剂，所述捕获剂将最终与患者血液样品中的目标分析物分子结合。在示例性的实施方式中，捕获分子是与患者血液样品中的免疫原结合分子(分析物)如抗体结合的免疫原。在捕获剂与顺磁性粒子结合且比色皿经过清洗之后，可以将患者样品和可选的稀释剂(若需要)添加到比色皿中的粒子中并进行培养。这使得患者血液样本中目标分析物与一种或多种捕获剂结合，所述捕获剂又已与顺磁性粒子表面结合。在患者样品培养期之后，可以进行另一个清洗过程以去除任何多余或未结合的样品，然后可以将缀合物和发光标记物添加到比色皿中。当添加至比色皿中，可以预期在培养期后，缀合物的一些部分将与顺磁性粒子上的捕获剂/样品复合物相结合。然后粒子经过另一个清洗过程以去除任何未结合的缀合物，然后将发光标记物添加到比色皿中，并进行短时间培养以使化学发光反应达到平衡。达到平衡后，可以获取样品的发光和荧光读数以进行分析。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施方式的自动免疫化学系统1的各部件。自动免疫化学系统1可以采集分析物样品，创建使其与顺磁性粒子结合的环境，进行若干清洗步骤，及其后对分析物样品的发光信号进行量化和标准化。这可以通过自动化过程来实现，所述自动化过程使用涡旋器2、r1移液器4、反应转子6、光学移液器8、光学装置10、多冲洗移液器12、试剂转子14、单冲洗移液器16、样品转子18、样品移液器20、r2移液器22和混合基质容器24。

在本发明的一个实施方式中，如自动免疫化学系统1的装置可以在分析物与捕获剂反应之前对分析物样品的发光信号进行量化和标准化。在一个实施方式中，自动免疫化学系统1首先开始于将一种或多种捕获剂和/或荧光标记的顺磁性粒子或荧光珠分配到位于反应转子6内的比色皿50中。荧光珠最初可位于涡旋器2中，并通过r1移液器4转移至反应转子6。r1移液器4可吸取所需量的荧光珠混合物，并将其吸取量的荧光珠混合物转移到反应转子6中，在反应转子6中将其注入反应转子6的比色皿50中。然后，光学移液器8可以从反应转子6的比色皿50中吸取测试样品，并将测试样品转移到光学装置10，在那里可以记录荧光和发光测量值。荧光和发光信号的初始记录可作为样品中荧光珠初始浓度的基线测量值。在记录测量值之后，多冲洗移液器12可以使用洗涤缓冲液冲洗比色皿50。

为了制备分析基质，r1移液器4可以从试剂转子14中吸取一种或多种捕获剂，并将一种或多种捕获剂注入反应转子6中的比色皿50中。r1移液器4还可以将荧光珠从涡旋器2转移到反应转子6中的比色皿50中。在培养期之后，单冲洗移液器16可注入洗涤缓冲液以精确地定时停止捕获剂结合反应。大量悬浮的荧光珠随后可在一段时间内被反应转子6内的磁体定位。在磁体已基本将荧光珠定位在比色皿50内之后，多冲洗移液器12可吸取并弃去一部分洗涤缓冲液，从而使一部分荧光珠保留在比色皿50内。多冲洗移液器12可继续将洗涤缓冲液注入反应转子6的比色皿50中，使荧光珠重新悬浮。反应转子6内的磁体可再次将荧光珠定位，随后用多冲洗移液器12从反应转子6中的比色皿50吸取并弃去部分未定位的样品。因此，从比色皿50中除去任何未结合的捕获剂。

患者样品可以包含在样品转子18的样品管中。患者样品可进一步用样品稀释剂部分稀释。这时，样品移液器20可吸取一部分患者样品，并使用本发明所述的混合装置将患者样品注入反应转子6的比色皿50中，以使荧光珠重新悬浮。反应转子6内含有患者样品的比色皿50随后对患者样品进行培养。在一个实施方式中，例如，培养温度可为约37℃+/-约0.2℃、培养时间可为约37.75分钟+/-约2分钟。在培养后，多冲洗移液器12可注入洗涤缓冲液以再次使荧光珠再悬浮。通过使荧光珠基本上聚集在比色皿50内靠近反应转子6中磁体的位置，反应转子6进行另一个定位过程。在定位荧光珠之后，多冲洗移液器12可吸取并弃去部分在定位过程中未定位的反应转子6的比色皿50内的流体。

然后可以对反应转子6的比色皿50内的样品进行多次冲洗循环。可使用多冲洗移液器12将洗涤缓冲液注入比色皿50中以使荧光珠重新悬浮来进行冲洗循环。另一定位步骤可通过反应转子6内的磁体将荧光珠聚集在比色皿50内。在大约90秒的荧光珠聚集时间之后，多冲洗移液器12可吸取并弃去一部分洗涤缓冲液，且将大部分荧光珠留在反应转子6的比色皿50内。然后可以通过使多冲洗移液器12再次将冲洗缓冲液注入比色皿50中，并使荧光珠重新悬浮来进行另一个冲洗循环。可利用反应转子6内的磁体定位剩余样品中的荧光珠来施行另一个荧光珠定位过程。最后，多冲洗移液器12可吸取部分未经定位过程定位的样品。

这时，r1移液器4可吸取试剂转子14内缀合物比色皿中包含的缀合物。r1移液器4随后可使用本发明所述的混合装置将先前吸取的缀合物注入反应转子6的比色皿50中以使荧光珠重新悬浮。比色皿50在反应转子6中以控制的时间和温度进行培养之后，多冲洗移液器12可将洗涤缓冲液注入反应转子6中的比色皿50中。可通过使反应转子6的磁体将荧光珠在比色皿50内基本定位来进行另一个荧光珠定位循环。多冲洗移液器12可吸取并弃去部分比色皿50内在定位循环过程中未定位的样品。

可对反应转子6的比色皿50内的样品进行多次冲洗循环。多冲洗移液器12可注入洗涤缓冲液使比色皿50内荧光珠重新悬浮。另一个荧光珠定位循环可以通过在适当的时间段内将比色皿50放置在紧靠反应转子6中的磁体的位置来将荧光珠定位。在定位循环之后，多冲洗移液器12可吸取并弃去在定位循环期间未定位的部分样品。然后，可以通过使用多冲洗移液器12注入洗涤缓冲液以使荧光珠重新悬浮来进行另一个清洗循环。另一定位循环可利用反应转子6内的磁体来定位比色皿50内的荧光珠。在定位过程之后，多冲洗移液器12可再次吸取并弃去部分在定位循环期间未定位的样品。

r2移液器22随后可从混合基质容器24中吸取基质或混合基质样品，并使用本发明所述的混合装置将基质或混合基质样品注入反应转子6的比色皿50中以使荧光珠重新悬浮，用混合基质样品重新悬浮荧光珠。然后将样品培养一段时间。然后可用光学移液器8吸取反应转子6的比色皿50中的样品并置于光学装置10中。在光学装置10进行荧光和发光光学观察之后，将样品弃去，并且用多冲洗移液器冲洗反应转子6的比色皿50以备下个检测使用。

在如图1所示的自动免疫化学分析系统1的装置中使用顺磁性粒子或荧光珠时可能出现的一个问题是，在向比色皿50施加磁力再移除磁力后，顺磁性粒子可以聚集在比色皿50的侧面。为了打破顺磁性粒子，如图1实施方式中所示的，r1移液器4、样品移液器20和r2移液器22可配置为本发明所述的流体分配和混合装置100，所述的流体分配和混合装置100在反应转子6内的一个或多个比色皿50内混合顺磁性粒子。图2至图11示出了根据本发明的流体分配和混合装置100的示例性实施方式。应当理解的是，装置100中的每个元件也可以在图1中示出，但是为了简单起见，已经从图1中省略。

在图2中，在反应转子6旁边示出了装置100，从而示出装置100如何配置成靠近系统1的比色皿50的示例性实施方式。在示例性的实施方式中，装置100包括绕底座106旋转的杆104，使得能够通过旋转杆104和/或反应转子6使移液管108定位在多个比色皿50中的任何一个上。一旦移液管108定位在所需比色皿50上，可将杆104降低到底座106中，从而使移液管108也降至所需比色皿50中。然后可以利用正或负的气压，使用管110(图4和5)将流体吸入移液管108和/或从移液管108分配流体，和/或可将流体从位于管110(图4和5)另一端的流体贮存器(未示出)输送到比色皿50中，所述管110使流体贮存器与移液管108流体连通。在一个实施方式中，管110可包括连接到气动和/或流体源的多个管或流路。在另一个实施方式中，移液管108可以是不吸取和/或分配流体的搅拌器。

图3至图6示出了装置100更详细的示例性实施方式。图3示出了装置100(省略移液组件400)的内部部件的分解图，图4和图5示出了装置100部分移除盖102的组装部件图，图6示出了经过装置100的示例性流路的部分横截面图。在示例性的实施方式中，装置100可包括基座组件200、电机组件300和移液组件400。下面将详述这些组件及其具体部件。

在示例性的实施方式中，基座组件200包括主支架202、套筒204、o形圈206(例如，内径16mm)、盖208、一对轴210和相应的弹簧212、辅助支架214、磁体216(例如，直径3mm，高度2mm)以及多个螺钉218、220和挡圈222。在使用中，基座组件被配置为支撑电机组件300和移液组件400，并能使用杆104使装置100旋转，以便可以经移液组件400从多个比色皿50中吸取流体和/或将流体分配至多个比色皿50。基座组件200还提供位移检测子组件250(下文将进行详述)，以确定移液管108是否移出，例如，装置100是否降低而使移液管108接触到比色皿50的底部。

在示例性的实施例方式中，主支架202包括第一末端230和第二末端232。主支架202将电机组件300和移液组件400固定在第一末端230处，并将杆104连接至第二端232处以使电机组件300和移液组件400能够旋转，从而与不同的比色皿50对准。在示例性的实施方式中，套筒204插入位于主支架202第一末端230的第一孔202a中。o形圈206围绕套筒204顶部的孔放置并通过使用螺钉220夹在套筒204和盖208之间，螺钉220穿过盖208上的孔并进入套筒204上对应的孔中。本领域的普通技术人员将认识到连接主支架202、套筒204、o形圈206和/或盖208的其他方法。

在将套筒204放入第一孔202a之前，用螺钉218将辅助支架214和磁体216连接至套筒204。当将套筒204放置于第一孔202a中时，辅助支架214与主支架202的第二孔202b对准，从而与一对轴210和插入主支架202第三孔202c中的相应的弹簧212共同形成位移检测子组件250。下文对位移检测子组件250进行了更详细的描述。

在示例性的实施方式中，电机组件300包括混合适配器302、流体管路适配器304、混合电机306、垫片308(例如，硅)和齿轮组件350。在使用中，电机组件300使移液组件400经管110与气动装置和/或流体源流体连通，和/或使移液组件400在比色皿50内移位，以混合比色皿50内的流体和/或打破顺磁性粒子簇。

在示例性的实施方式中，将混合适配器302置于由套筒204、o形圈206和盖208形成的上孔236中。然后将流体管路适配器304穿过套筒204的侧孔238用螺钉330拧入混合适配器302中，其中，o形圈326(例如，硅，内径2.2mm，宽度1.6mm)夹在流体管路适配器304和混合适配器302之间，形成流路340(如图6所示)，该流路340从流体管路适配器304延伸入混合适配器302并通过移液管108(如图8b所示)。本领域的普通技术人员将认识到连接混合适配器302、流体管路适配器304和/或o形圈306的其他合适的方法。混合电机306放置于混合适配器302的孔302a中，然后在接收垫片308之后通过螺钉332拧紧夹在混合适配器302和齿轮组件350之间，螺钉332穿过混合适配器302和齿轮组件350的壳体310。

如图4-6所示，流体管路适配器304和混合适配器302连接形成流路340，当移液组件400如图8b和10b所示连接时，流路340穿过移液组件400的移液管108。然后将管110穿过杆104的中心并与流体管路适配器304相接，例如通过接头114，以将移液管108与系统1的气动源流体连通，从而通过控制气动源形成正或负气压使流体能够通过管110吸入移液管108中和/或从移液管108中分配。在另一个实施方式中，管110可与流体贮存器(未示出)流体连通，以使来自流体贮存器的流体可通过管110泵送并从移液管108中排出和/或吸入移液管108中并通过管110进入流体贮存器。

图7a至7f示出了电机组件300的齿轮组件350的示例性实施方式的组装。在示例性的实施方式中，齿轮组件350包括壳体310、一对法兰滚珠轴承312(例如，内径1.5mm)、一对齿轮314、第一滚珠轴承316(例如，内径15mm，外径21mm)、第一非同心质量块318、第二非同心质量块320、盖帽322，以及第二滚珠轴承324(例如，内径17mm，外径23mm)。

在图7a中，第一滚珠轴承316从第一非同心质量块318的底部318b放置于第一非同心质量块318中。如图所示，第一非同心质量块318包括位于其外周上的凹陷318a，以使第一非同心质量块318旋转时质量不平衡。本领域的普通技术人员将认识到除了通过使第一非同心质量块318的外周凹进之外，还可以通过其他方式使第一非同心质量块318质量不平衡，例如，使第一非同心质量块318的另一部分凹进、向或从第一非同心质量块318的另一部分伸出、添加或减去重量，从而使第一非同心质量块318是物理上非同心的和/或不对称的和/或重量上非同心的和/或不对称的。换句话说，第一非同心质量块318是非同心的，它在旋转时由于自中心分布的不同的物理结构/重量而产生不平衡。在示例性的实施方式中，在小于第一非同心质量块318周长的50％的范围内形成凹陷318a。在一个实施方式中，第一非同心质量块318具有约4到8克、约5到7克、约6克或约6.19克的质量，其到中心轴的半径约为1mm到2mm、约1.5mm或约1.44mm，并且其质量中心位于整个混合装置质量中心上方的约25mm到30mm、约26mm到28mm、约27mm到28mm，或约27.5mm处。

在图7b中，第一非同心质量块318和第一滚珠轴承316插至壳体310上，从而围绕壳体310的向上突出部310a放置。第一滚珠轴承316围绕向上突出部310a放置使得第一非同心质量块318能够绕向上突出部310a自由旋转。如图所示，如下面更详细地描述的，壳体310包括穿过其中的孔310b，以能使混合电机306与置于壳体310上方的齿轮组件350的部件相连。

在图7c中，齿轮314置于突出部310a的上表面上，以使齿轮314的齿314a与第一非同心质量块318对应的齿318a接触。在一个实施方式中，轴承312也放置在壳体310和齿轮318之间，以促进齿轮318的运动。在一个实施方式中，壳体310的突出部310a的上表面也可以是弯曲的，以使促进齿轮318运动的齿轮318和壳体310之间的接触点最小。

在图7d中，壳体310放置在混合电机306上，使得电机306的轴306a延伸穿过壳体310的孔310b，以使混合电机306驱动齿轮314、第一非同心质量块318和第二非同心质量块320。在示例性的实施方式中，螺钉338穿过突起310a、垫片308和混合电机306以将壳体310固定至混合电机306。

在图7e中，第二非同心质量块320置于轴306a之上，使得第二非同心质量块320的下齿轮320a的齿与齿轮314对应的齿314a接触。如图所示，第二非同心质量块320包括实心部分320b和开口部分320c，使第二非同心质量块320旋转时质量不平衡。本领域的普通技术人员将认识到可以通过其他方式使第二非同心质量块320的质量不平衡，例如，使第二非同心质量块320的另一部分凹进、向或从第二非同心质量块320的另一部分伸出、添加或减去重量，从而使第二非同心质量块320是物理上非同心的和/或不对称的和/或重量上非同心的和/或不非对称的。换句话说，第二非同心质量块320是非同心的，它在旋转时由于自中心分布的不同的物理结构/重量而产生不平衡。在示例性的实施方式中，当从顶部看时，实心部分320b占第二非同心质量块320面积的50％以下，且当从顶部看时，开口部分320c占第二非同心质块量320面积的50％以上。在一个实施方式中，第二非同心质量块320的重量为约3至6克、约4至5克、约4.5克或约4.54克的质量，其距中心轴半径约1mm至4mm、约2mm至3mm、约2.5mm或约2.52mm，且其质量中心位于整个混合装置的质量中心上方约31mm至36mm、约32mm至35mm、约33mm至34mm，约33.5mm或约33.45mm处。

在图7f中，第二滚珠轴承324环绕第二非同心质量块320放置，然后将盖帽322放置于壳体310之上，以使第二滚珠轴承324处于盖帽322和第二非同心质量块320之间，从而能使第二非同心质量块320相对于盖帽322自由旋转。然后，可以使用例如螺钉334将盖帽322拧紧到壳体310上。尽管示出的盖帽322没有上表面，但是应当理解的是盖帽322还可以包括上表面以在其中容纳齿轮组件350的部件。在一个实施方式中，例如为了通过观察移液管电容变化来检测移液管尖端穿过气液表面的时刻，第二滚珠轴承324可以由陶瓷材料形成，以在盖帽322和第二非同心质量块320之间形成电隔离。电隔离第二滚珠轴承324防止由于旋转的质量块迷惑液位交叉检测器引起的固有电容变化。

图8a示出了移液组件400的示例性实施方式，而图8b示出了置于基座组件200的套筒204内的移液组件400。在示例性的实施方式中，移液组件400包括拉长主体402以及从其延伸出的移液管108，所述拉长主体402具有止挡件404、o形圈406、配合特征部408和螺纹410。在使用中，移液组件400可移除地连接至基座组件200及电机组件300，以便将流体分配至各比色皿50和/或从各比色皿50吸取流体和/或在分配/吸取后在比色皿内混合流体。

在示例性的实施方式中，拉长主体402的配合特征部408与套筒204的对应的配合特征部204a对准，以使螺纹410旋入套筒204内的相应螺纹时卡扣配合。配合特征部408和/或螺纹410的使用使得能够根据需要简单拆卸或用新的或不同的移液组件400替换原移液组件400。在示例性的实施方式中，配合特征部408包括与配合特征部204a的突起对准的凹陷，但是本领域的普通技术人员将理解，配合特征408可以包括突起，配合特征部204a可以包括凹陷，和/或可以使用其他配合特征部。止挡件404还可用于防止移液组件400旋入或以其他方式插入套筒204太深。

当移液组件400连接到基座组件200和电机组件300时，齿轮组件350可用于使移液管108以打破比色皿中磁性粒子簇的方式在比色皿50内混合流体和磁性粒子。例如，如图7a至7e所示，轴306a可通过混合电机306旋转以使第一非同心质量块320以与电机旋转相同的方向旋转。当电机306使质量块320旋转时，第二非同心质量块320的下齿轮320a同样以与电机305的旋转方向相同的方向旋转，其中，下齿轮320a的齿与齿轮314对应的齿314a接触并使齿轮314以相反方向旋转。由于齿轮314的齿314a从旋转的质量块318的内侧与第二非同心质量块318的对应齿318a接触，因此该运动随后使第一非同心质量318以与电机旋转相反的方向旋转和使第二非同心质量块320旋转。

由于第一非同心质量块318和第二非同心质量块320都是不平衡质量块，所以这些非同心质量块318、320的旋转导致移液管108以打破比色皿中的磁性粒子簇的方式在比色皿50内移动。特别地，这些非同心质量块318、320的旋转使得移液管108在比色皿50内同时以两个不同的圆形路径移动(例如，当从上面看时，形成螺旋模式或轮盘曲线模式60)，如图9示例性所示。也就是说，第一非同心质量块318使移液管108以第一圆形模式移动，第二非同心质量块320使移液管108以第二圆形模式移动，其中第一和第二圆形模式中的一个具有比第一和第二圆形模式中的另一个更小或更大的半径，从而形成如图9所示的螺旋模式或轮盘曲线模式60。在示例性的实施方式中，由第一非同心质量块318形成的第一圆形模式具有较大的半径，由第二非同心质量块320形成的第二圆形模式具有较小的半径。如示例性所示的，这种模式使得通常位于比色皿50内居中位置的移液管108朝着比色皿壁向外扫动，以打破位于壁上的顺磁性粒子簇。来自以更高频率旋转的第二非同心质量块320的反冲力使得移液管尖端在第二圆形模式上移动。由于旋转的第一非同心质量块318的惯性反冲力，第二圆形模式的虚拟中心沿着具有较大半径的第一圆形模式以较低频率沿相反方向旋转。齿形齿轮使两个模式的累计旋转角度保持同步，从而使这些角度的比率保持恒定，并用足够大的互质分子和分母与有理数匹配。所述比率的选择确保第二圆形模式经第一圆形模式的多次扫描而产生螺旋模式从而形成轨迹，而不是以非同步旋转角度产生不可再现的运动轨迹。沿着两个圆形模式的相反方向旋转确保移液管108(或另一搅拌器)在朝向比色皿50外壁的路上扫过每一片新的液体。由于第二圆形模式的下一轨道在第一圆形模式轨迹上移动，使得先前未受干扰的液体暴露于移液管108的移动，由此进行所述的对一片液体的扫掠。相反地，如果进行相同方向的旋转，则朝向比色皿50中心的新的液体区域将被扫掠，这降低了从比色皿50的外壁去除颗粒的效率。

如图6进一步所示，例如，o形圈206在基座组件200和混合组件300之间提供弹性界面，这使得非同心质量块318、320能够引起移液管108的位移。也就是说，o形圈206允许底座组件200和混合组件300之间有两个自由度。这些自由度对应于混合组件300的轴相对于两个相互正交的水平轴的倾斜。混合组件300相对于基座组件200的垂直旋转以及基座组件200相对于混合组件300的任何线性运动都被完全限制。

在一个实施方式中，第一和第二非同心质量块中较快的旋转质量块与第一和第二非同心质量块中较慢的旋转质量块之间的旋转角/频率比应在约4:1和6:1之间，或在约4.5:1到5:1之间，或在约34:7和4.86:1之间。保持这样的比率有利于通过轨迹环来产生彼此足够密集覆盖比色皿50的水平横截面的螺旋/轮盘模式，该轨迹环保持小于移液管108尖端的半径距离。这种特性有利于当移液管108尖端以第一和第二圆形运功模式缓慢移动时，用移液管108的尖端通过从液体主体上切下薄片来干扰液体，而不会造成液体飞溅。

图10a和10b示出了位移检测子组件250的一个实施方式，所述位移检测子组件250包括辅助支架214、磁体216、轴210和弹簧212以及磁体检测器252。在使用中，位移检测子组件250被配置为确定移液管108何时移出，例如，装置100是否降低以便移液管108接触比色皿50的底部和/或在激活电机组件300之前、期间或之后。

在示例性的实施方式中，每个轴210穿过主支架202中的第三孔202c并延伸到套筒204对应的孔204c中，从而末端210a延伸到套筒204对应的孔204c中并邻接套筒204的表面。然后将弹簧212绕轴210放置并压缩以向流体组件400提供向下的力。弹簧212可以例如用挡圈222固定。同时，辅助支架214将磁体216定位于与相应的磁体检测器252相邻的位置。

如果装置100降低引起移液管108在未对准或运动出错的情况下接触比色皿50的底部或其他水平表面，则移液管108被向上推向套筒204。整个组件(如图3，不包括230)克服重力和弹簧212向上推。当套筒204a向上移动时，连接在其上的辅助支架214也向上移动，使得磁体216从磁体检测器252相邻处移开，从而使磁体检测器252产生指示移位的信号。尽管在示例性的实施方式中使用磁铁216，但是本领域的普通技术人员应当认识到可以使用其他类型的接近传感器。

在一个实施方式中，自动免疫化学系统1和/或装置100还可以包括控制单元，该控制单元使移液管108吸取/分配流体并振动，以在比色皿50内混合流体和顺磁性粒子。所述控制单元可以伴随或作为自动免疫化学系统1和/或设备100的一部分，或者可以通过无线或有线数据连接被远程定位和与自动免疫化学系统1和/或装置100通信。所述控制单元可以包括电路112，所述电路112包括处理器和存储器，所述存储器可以包括非暂时性计算机可读介质。

图11示出了用于使用装置100和自动免疫化学系统1的控制方法500。所述控制方法500可以由控制单元自动执行，所述控制单元可以根据控制方法500的步骤和/或用户输入的指令来控制装置100及其各个元件的移动。在一个实施方式中，所述控制单元可以包括数据库，所述数据库具有存储在自动免疫化学系统1的转子内的流体和顺磁性粒子的位置，并且可以根据用户正在进行的分析的类型使装置100旋转并将移液管108移动到这些位置。所述控制单元还可以控制输送到混合电机306以振动移液管108的电压，并且可以控制通过管110输送的气动力和/或流体以吸取/分配流体样品。

在一个实施方式中，在已经将顺磁性粒子分配至比色皿内之后，且在向比色皿50施加磁力再移除磁力使得顺磁性粒子聚集后，开始控制方法500。例如，r1移液器4可将顺磁性粒子分配到比色皿50中，然后可向比色皿50施加磁力后再将磁力从比色皿50移除。然后，可通过使用r1移液器4或上述任何其他移液器将另一流体分配到比色皿50中来执行控制方法500。在另一实施方式中，移液管108可根据控制方法500分配和混合顺磁性粒子。例如，r1移液器4可以将顺磁性粒子分配到比色皿50中，然后在向比色皿50施加磁力和/或从比色皿50移除磁力之前或之后混合顺磁性粒子。

在控制方法500的步骤502中，选择在反应转子14内的比色皿50，用于分配流体/介质。可以由用户进行选择，也可以由控制单元自动选择。在一个实施方式中，用户可以通过用户界面简单地选择要在患者样本上进行的测定，并且控制单元可以基于所选择的测定和/或基于可用的比色皿50选择适合的比色皿。

可选地，在步骤504中，所述控制单元可以使移液管108从自动免疫化学系统1的转子吸取流体/介质，例如，通过向管110施加负气压将流体/介质吸入移液管108。所述流体可以是例如患者样品、捕获剂或洗涤缓冲液。所述介质例如可以是顺磁性粒子。例如，在一个样品移液器20包括装置100的实施方式中，移液管108可从样品转子18吸取患者样品，以便随后将患者样品注入比色皿50中。

在步骤506中，将移液管108定位在所选的比色皿50之上。如示例性的实施方式所示，所述定位可通过旋转和/或平移移液管108以使其位于所选比色皿50上方，通过旋转和/或平移比色皿50以使其位于移液管108下方，或通过旋转和/或平移移液管108和比色皿50两者来完成。所述旋转和平移可由控制单元自动控制。在示例性的实施方式中，杆104围绕底座106旋转以使移液管108旋至反应转子14上方的不同位置，同时旋转反应转子14以使比色皿50位于移液管108附近。

在步骤508中，将移液管108的尖端放入比色皿50中。可以通过降低移液管108和/或升高比色皿50来将移液管108置于比色皿50中。在示例性的实施方式中，比色皿50放置在移液管108下方后即保持静止，并将移液管108降至比色皿50中。在示例性的实施方式中，杆104相对于底座106向上和向下平移，以使移液管108向上和向下平移。在一个替代的实施方式中，装置100可包括具有电机的平移组件，所述平移组件使移液管108降低到比色皿50中，而装置100的其余部分保持静止。

在步骤510中，将流体/介质从移液管108分配到比色皿50中。流体/介质可以例如由控制单元通过管110施加正的气压来分配，或者由控制单元通过管110从流体贮存器输送流体来分配。在一个实施方式中，比色皿50已包含顺磁性粒子，并且顺磁性粒子已经受到磁力的作用在比色皿50内聚集。例如，在一个样品移液器20包括装置100的实施方式中，移液管108可将患者样本从样品转子18注入比色皿50中。在另一个实施方式中，样品r1移液器4和/或r2移液器22包括装置100，移液管108可将捕获剂注入比色皿50中。在其它的实施方式中，移液管108将顺磁性粒子注入比色皿50中，然后在比色皿50内混合顺磁性粒子，移液管108将冲洗缓冲液注入比色皿50中，或者移液管108在其垂直移动时注入并混合流体，以尽量减少样品与移液管108外表面的接触。

在步骤512中，移液管108保持在比色皿50内，以便移液管108的至少一部分浸没在比色皿50内的流体/介质的表面之下。然后，控制单元激活混合电机306，以使轴306a引发第二非同心质量块320以第一方向运动，其中下齿轮320a的齿与齿轮314的对应的齿314a接触，并引发齿轮314以与第一方向相反的第二方向旋转，从而当齿轮314的齿314a与第一非同心质量块318的对应的齿318a接触时，使第一非同心质量块318以第一方向旋转。在这样做时，控制单元使得第一非同心质量块318和第二非同心质量块320在比色皿50内以两个不同的圆形路径同时移动移液管108(例如，当从上面看时，形成螺旋模式或轮盘曲线模式60)，以便向外扫向比色皿50的壁从而密集地打破靠在壁上的顺磁性粒子簇。

在步骤514中，将移液管108从比色皿50中移出。可通过升高移液管108和/或降低比色皿50来将移液管108从比色皿50中移出。在示例性的实施方式中，比色皿50保持静止，通过相对于底座106向上移动杆104而将移液管62从比色皿50升起。在替代的实施方式中，平移组件可将移液管108从比色皿50升起，而装置100的其余部分保持静止。

尽管本发明涉及分配/吸取移液管在比色皿内的移位，但应理解的是，除移液管之外，本发明还可应用于搅拌器。例如，混合组件300可替代地代替不分配或不吸取流体的搅拌器来使用，以在比色皿内同时以两个不同的圆形模式移动(例如，当从上面看时，形成螺旋模式或轮盘曲线模式)，从而向外扫向比色皿壁以打破靠在壁上的顺磁性粒子簇。

应当理解的是，对本文所描述的现有优选实施方式的各种改变和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。这种改变和修改可以在不脱离本发明主题的精神和范围下进行，且不会削弱其预期优势。因此，这样的改变和修改也在权利要求的范围内。

除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的所有表示成分数量、性质(如分子量)、反应条件等的数字均应理解为在所有情况下均被术语“约”修饰。相应地，除非另有说明，在以下说明书和所附权利要求书中的数字参数是近似值，其可根据本发明寻求获得的期望特性而变化。至少且并不试图限制等同原则在权利要求的范围的应用，每个数字参数至少应根据所报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管描述了本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体示例中所描述的数值是尽可能精确的。然而，任何数值都固有地包含一定的误差，这些误差必然是由在其各自的测试测量中的标准偏差引起的。

除非本申请中另有说明或与上下文明显矛盾，否则在本申请的上下文(特别是在以下权利要求的上下文中)中使用的术语“一个”和“一种”以及“所述”和类似的引用应被解释为同时包括单数和复数。本文中的值的范围的描述仅意图用作分别指代落入该范围内的每个单独值的简单写法。除非本文另有说明，否则每一个单独的值都包含在说明书中，如同它在本文中被单独引用一样。除非本文中另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文中描述的所有方法可以以任何适当的顺序进行。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如“如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，而不对以其他方式要求保护的本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表明对本发明的实施为未声明的至关重要的元素。

尽管本公开支持仅提及替代品和“和/或”的定义，但除非明确指出仅指代替方案或替代方案相互排斥，否则权利要求书中术语“或”的使用是指“和/或”。

本文公开的替代元件或实施方式的组合不应被解释为限制性额。每个组合要素可单独地或以与组合的其他要素或与本文中发现的其他要素的任何组合来引用和保护。可以预期出于方便和/或可专利性的原因，一个组合的一个或多个要素可以包括在一个组合或从中删除。当出现任何这样的包含或删除时，本说明书被认为包含修改后的组合，从而满足所附权利要求中使用的所有马库什组合的书面描述。

本文描述了本发明的优选实施方式，包括发明人用于实施本发明的最佳模式。当然，在获知上述描述之后，这些优选实施方式的变化对于本领域的普通技术人员将变得显而易见。发明人期望本领域的普通技术人员适当地采用这样的变型，并且发明人希望以不同于本文具体描述的方式来实施本发明。因此，如适用法律所允许，本发明包括所附权利要求中所述主题的所有修改和等价物。此外，除非本文中另外指出或以其他方式与上下文明显矛盾，否则本发明包含上述元素在其所有可能变化中的任何组合。

本文所公开的具体实施方式可在权利要求中用语言组成或基本上由语言组成来进一步限定。当在权利要求书中使用时，无论是按照修正案提交或添加，过渡术语“由……组成”不包括权利要求书中未规定的任何元素、步骤或成分。过渡术语“基本上由……组成”将权利要求的范围限定为指定的材料或步骤以及那些不会实质性影响基本和新颖性的材料或步骤。如此要求保护的本发明的实施方式在本文中固有地或明确地描述和实现。

此外，应当理解，本文公开的本发明的实施方式说明了本发明的原理。可采用的其他变型在本发明的范围内。因此，通过示例而非限制的方式，可以根据本文的教导使用本发明的替代配置。因此，本发明不限于所明确示出和描述的那样。