专利名称：在加塞的试样管内用于取样和/或注入的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装置，该装置用于在例如用塑料塞子密封的测试管等密封容器内取样和/或注入。
通常，为了安全及精确的目的，许多分析测试过程，尤其是生物学上的过程，我们应用用橡胶塞(或更通常为塑料塞)塞住的试样管，这样做的目的是为了完成从属于这些过程的所有操作而无需拿开塞子，并且因此无需直接进入试样。在血液学分析情况下，日益增加、经常使用的是密封的测试管，其中所形成的相对真空使得采取血样时能避免使用注射器，在抽吸压力的作用下，血液能直接被抽吸进管内。
在这些管中完成的采样和/或注入于是需要应用这些装置，这些装置每个都包括一个与吸管和/或输送管相连的中空针。
当取样装置配有一套自动分析系统时，取样装置具有一个吸量管头，吸量管头配备有确保针垂直移动的装置，也有可能针在装有许多试样管的吸量区域上方运动。在这种情况下，很明显针必须能完成许多刺入和取样而不影响该装置的精确性。
实际上发现这种装置的完善和这种取样针的设计引发许多的问题。
因此，应用基本上为锥形的尖端逐步变细的常规中空针由于以下原因并不真的适合于自动或半自动分析系统在刺入塞的过程中，这些针的作用象一个中空的打孔器，在塞内切割出一个横截面与针孔横截面基本相同的环形部分这个环形部分嵌入针孔内并至少引起其部分被堵塞。因此，在吸入阶段，这部分会产生一个头部流量的或多或少的相当损失，这构成了取样量(每次取样这都必须是恒定的)的第一偏差源；在刺入作用过程中，塞受到一个变形从而引起容器内压力的变化(过压)，所说的变化构成关于取样量的第二偏差源。同样地，在针抽出的过程中，塞子在相反方向的变形产生一个压降(减压)，这引起趋于抽吸取样液体的抽吸作用。事实上试管内样品的水平面由一个管到另一个管是变化的，这样来自这两种现象的不精确被放大了。因此，过压和减压值不能被确定。
中空的打孔作用导致了孔的形成，在抽出针后孔的密封性不好，结果是密封的紧度不能再被保证。
为了去除这些取样量不精确的问题，考虑到上述的参量，建议应用电子阀取样装置使复杂的取样程序能够完成。然而，这种解决办法已证明花费大，不十分可靠并且仍然不能解决所有上述缺陷。
本发明的主要目的是提供一种简便，相对便宜及对这些问题仍然有效的解决办法。
因此，这里提供有一种应用中空针的取样装置，此中空针轴向可动以便能在用于密封容器的塞上穿孔，用于取样的样品装于容器中。
根据本发明，该装置的特征在于针的尖端至少包括一个与针的圆柱体的母线相正切的至少一个切割边，一个与所说的圆柱体的边相连的倾斜外形(oblique shape)及一个针孔的侧向出口孔，针孔的出口孔位于远离边的位置并且处于所说的母线的中心，这个孔垂直于针的纵向轴线。
有利的是，前述的边和孔在与所说母线相切的同一平面内延伸。
根据本发明的一个优选实施例，前述的倾斜外形构成圆柱体终端的弯曲部分，但所说的切面是一个垂直于弯曲部分对称面的机加工面。
根据本发明的另一个特点，在针的圆柱体的外部圆周面上至少包括一个轴向槽，轴向槽终止于距针端一个预先确定的距离处。更具优越性的是，这个用于取样过程中与样品内部容量空间相通的槽具有方形或矩形截面。
借助于一个未限定的例子，参照相应附图，本发明的一个实施例现在将被阐述，其中
图1是一种常规取样装置的图示；图2和图3是在刺入塞子的过程中(图2)及在抽出针的过程中(图3)，表示试样管形变的部分视图4是在一个平行于针的纵向对称平面的平面上根据本发明所用针的一个侧视图；图5是图4示的90°方向上针的一个侧视图；图6是针头的一个轴向截面图；图7和图8是图6分别沿A/A’和B/B’方向的截面图；图9是图4至图8所表示的针刺入塞的原理的视图。
在图1所示的样例中，装有分析试样的容器由一个常规型的玻璃管1构成，玻璃管用一个橡皮塞或塞子2封住；塞子包括一个直径稍大于管1内径的圆柱体3，还包括一个直径大于管1外径也为圆柱形的帽4。
帽4的上侧包括一个球形凹槽5，其用于减少中间区域的厚度并由此刺入。当然，圆柱体3紧装于管1内，而圆柱体3与帽4形成一个紧靠管1上边缘的肩。
在管1的轴线方向上示有一个吸量管头6，吸量管头相对于所说的轴线垂直可动并且包括一个能沿平行于所说的轴线驱动针7转动一定角度的机构。
该机构包括一个与针构成整体的齿条8，齿条与由一个直流电机M驱动的小齿轮9相啮合。直流电机由直流电源S供给能量，直流电源的电流强度和/或电压特性在被传至处理器P以前由探测器D测量，处理器P控制该装置。至于针7，它与取样/注入电路I相连接，也由微处理器P驱动。
该装置的操作如下在取样和/或注入阶段，吸量管头6自身定位于管1上，针7位于管1的纵向轴线上。
处理器P于是控制电机转动以便引起齿条8的移动从而使紧固于齿条8上的针7移动。
针7于是作直线运动直至到达塞2。当针的尖端与塞2相接触时，在电机M的平面上产生的加载运动更改了供给电流的特性。这些变化由探测器D探测到，探测器把相应的探测信息传给处理器P。在塞2的穿孔过程中，针7使橡胶体3受到一个产生向下形变(四周翘起而弯曲)的压力，同时增加了腔体的容积(图2)。这种形变因而增加了管1内的压力。即使这种过压被针7中的气路所抵消，试管内的压力仍然不能被确定。结果，取样量将不准确。
在针7抽出的过程中，塞2的圆柱体3受到一个与前面压力相反的压力塞体2的下部产生变形而呈凹形同时在管内(图3)产生一个压降。这种压降将引起由针取样的液体受到一个吸力，这进一步增加了取样量的不精确度。由于管1内样品水平面的作用，这二种现象进一步变化。
当然，常规针的作用象一个中空的打孔器并且切除部分橡皮，这部分橡皮能至少部分地堵塞针7，由这个事实引起的原因增加了这些不精确源。
如图4至图8所示，本发明的针使得这些缺陷能被避免。
该针7包括一个中空的圆柱体10，针的削尖端11通过把圆柱体10的末端弯曲而获得，并且通过加工所说的弯曲端以便产生一个与圆柱体10的母线相切的面13，该面并且垂直于所说的弯曲部分C的对称面。
我们于是得到一个平的机加工面13，它的卵形端组成切割边的起始端。通过磨削两个侧面14,15使切割边A1,A2变得尖锐，并给予两切割边一个削尖的V形形式，这由图5可见。
而且，圆柱体10的外表面包括4个纵向槽16，四个槽径向两两对置，每个都为方形横截面。
这些制成占有针7长度大部分的纵向槽16终止端与尖端11有一个预定的距离以便不可能与被取样的液体相接触。
借助于这种设置，在塞2的穿孔过程中，尖端11的切割边A1,A2在橡皮内完成一个直线切割，于是避免了任何中空打孔现象。裂缝F于是通过弯曲部分在一侧弹性扩张逐渐形成一环形18直至到达圆柱体10。在这个穿孔过程中，机加工面13在裂缝面上滑动，针孔CA的出口孔O在机加工面13上开口，并且只有最小的压力施加于裂缝面上因而只有很小的变形(它仍然是平的)。结果，橡皮不进入孔O内并且无外部塞入的危险。
一旦针7的尖端穿过塞2并且槽16进入管1内，就可得到试管1内部容量的通透，在取样阶段试管内的压力于是减少至恒定值(大气压)。取样量于是不再受到上面提到的变化压力的作用并且因而相对精确。
在抽取针7的过程中，与试样相接触的针端被擦得很好以至于没有橡皮被去除并且裂缝随着针横截面的减小逐渐闭合。
当针被抽出的时候，裂缝完全被封住并且由试管加于橡胶体上的预应力确保完美的密封
权利要求
1．在一个用塞(2)密封的(容器(1))中取样和/或注入液体的装置，该装置用一个轴向可动的中空针(7)以便能刺穿塞，其特征在于，针(7)的尖端(11)至少包括一个切割边(A1,A2)，一个倾斜外形(C)和一个针孔(CA)的侧出口孔(O)，切割边与针(7)的圆柱体(10)的母线相切，斜形外形(C)与该圆柱体(10)的边(A1,A2)相连接，侧出口孔(O)与边(A1,A2)有一定距离并位于该母线的中央，该孔(O)垂直于针(7)的纵向轴线。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所说的孔(O)和所说的边(A1,A2)在与所说的母线相切的同一平面内延伸。
3．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所说的倾斜形状由圆柱体(10)的末端弯曲部分(C)构成。
4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，所说的切面是一个垂直于弯曲端对称面的一个机加工面。
5．如权利要求4所述的装置，其特征在于，针(7)的圆柱体(10)在其外圆柱表面上至少有一个轴向槽(16)，槽终止于与针端(11)有一预定距离的位置。
6．如权利要求5所述的装置，其特征在于，所说的槽(16)具有方形或矩形横截面。
7．或是如权利要求5所述的装置，其特征在于，所说的圆柱体(10)包括4个纵向槽(16)，槽径向两两对置。
8．如权利要求1所述的装置，其特征在于，由于两个侧面(14,15)的磨削，切割边(A1,A2)呈尖角形状。
9．如权利要求1所述的装置，其特征在于，针(7)的运动由一个电机(M)控制，电机所具有的电路包括一个探测器(D)，当针(7)尖端与塞(2)相接触时，探测器能探到表示产生的加载运动的参数。
全文摘要
本发明涉及一轴向可动的中空针以便刺入一容器塞,所说的针包括一个尖角端,一个倾斜外形(C)和一个针孔(CA)的侧出口孔(O)。尖角端具有一个与针(7)的圆柱体(10)的母线相切的切割边(A
文档编号B01J4/00GK1236434SQ98801181
公开日1999年11月24日 申请日期1998年7月30日 优先权日1997年8月20日
发明者帕特里克·费尔, 帕特里克·佩兰, 阿兰·鲁索 申请人:新式仪器公司