可移动测量单元的制作方法

文档序号:12119363阅读:157来源:国知局
可移动测量单元的制作方法与工艺

本发明涉及一种用于测量液体样品、特别是血液的至少一种组分的可移动测量单元。本发明还涉及一种用于测量液体样品的至少一种组分的测量设备,该测量设备包括可移动测量单元。此外,本发明涉及一种用于制造可移动测量单元的方法,以及还涉及一种用于测量液体样品的至少一种组分的方法。



背景技术:

为了测量诸如血气、电解质和代谢物之类的血液样品的参数,可能需要对待检查的样品的温度进行精确控制。样品可以以诸如例如介于4℃与41℃之间的不同的温度被供给到常规的测量设备中。然而,血液参数的测量需要在固定的温度——比如37℃——下执行。可能例如需要这样的温度用以测量氧分压、二氧化碳分压,测量PH或测量电解质浓度比如钙离子、钠离子、钾离子或氯化物离子。

可能需要一些时间来将样品的温度调节至预期的测量温度。此外,测量时间受将样品供给到测量设备中的测量单元中所需的时间的影响。此外,测量时间可以取决于最大可能的泵速度。

此外,测量精度可能取决于样品的在从外部样品源至测量传感器的途中由于转移效应引起的可能变化(即,稀释)。此外,可能夹杂的气泡也可能会导致错误的测量。转移效应以及夹杂气泡最有可能发生在样品路径的材料改变的位置处。因此,不同的材料(例如钢、塑料、橡胶、传感器(外壳)的材料等)——样品可以在供给至测量设备期间或在测量本身期间与所述材料相接触——可能影响测量结果并且因而可能影响测量精度。

温度调节或温度控制所要求的精度例如可以是37℃±0.2℃。由于血液内的以及水溶液内的气体的溶解度对温度的依赖性以及例如pH值对温度的依赖性,因此可能需要温度调节的这种精度。另外可能需要在维持测量精度的同时使用尽可能少量的样品。在这方面,测量单元以及样品供给路径的不同材料的润湿性能可能是相关的并且还与测量单元的构造设计相关。

在常规的测量系统中,样品可以沿着预加热路径被加热,该预加热路径成一体地设置在测量设备内。现有技术的其他装置或概念通过将测量单元或测量室定位在体积大的加热块之间而直接加热测量室内的样品。现有技术的其他系统使用具有传感器基板和印刷的温度传感器的测量单元,其中,传感器基板具有印刷在其上的电阻图形,印刷的温度传感器用于改变和控制样品的温度,测量单元直接附接至测量设备并处于固定位置。

欧洲专利申请EP 1 674 866 A1公开了一种用于控制测量单元的温度的装置,其中,测量单元包括测量通道和分析器,其中,在该测量通道中设置有传感器元件,分析器具有能够温控的表面。测量单元能够可互换地插入到分析器中并且可以与可以是能够温控的表面相接触。热传导弹性层或塑性层附接在测量单元壁上或者附接在可以是能够温控的表面上。

欧洲专利申请EP 2 199 792 A1公开了一种用于检查测量单元的热联接的质量的方法,其中,测量单元能够可互换地插入到分析器中并且测量单元包括位于测量通道内的至少一个传感器元件。测量通道填充有校准液体,并且快速温度变化施加于下述元件:该元件可以是能够温控的且测量单元与该元件机械接触。此外,获取至少一个传感器元件的信号的时间进程,并且基于信号的时间进程的分析来确定热联接的质量。

US 5,342,498公开了一种改进的电子线路板,该电子线路板具有热敏电阻器、至少一个血气传感器和加热器,其中,热敏电阻器和至少一个血气传感器彼此以密切关系支承在板的一侧上,加热器支承在板的另一侧上以响应于由热敏电阻器感测的温度而将热提供至至少下述区域:在该区域中,热敏电阻器和血气传感器定位在板上以将板的区域的温度控制在窄的温度分布内。

US 5,718,816描述了一种传感器筒,在该传感器筒中安装有传感器,其中,壳体内的多个内壁对壳体内的泵管组件和直角流体联接装置进行定位。壳体中的开口接纳从血液分析器延伸的第一凸台。捕捉/释放臂部具有下述开口:第一凸台穿过该开口而突出。臂部被弹性地保持就位使得当筒被安装在血液分析器中时开口的内边缘被捕获在从血液分析器延伸的凸台中的环状凹槽内。当通过将从血液分析器延伸的凸台与同该凸台配合的从壳体延伸的凸台对准以及将两个凸形流体连接器对准来安装传感器组件时,在传感器组件的后侧上的连接器的电触点被对准以与血液分析器的电触点相配对。

现有技术的大多数测量系统和方法的缺点是使用了体积大的、沉重的加热块和/或预回火路径和/或加热的测量室来满足在测量期间的温度控制的要求。加热块或预回火路径由于成本问题而设置在测量设备内并且不可以归属为消耗品。此外,在加热块与实际的测量单元之间的热联接是未知的并且该热联接需要被检查,如在以上引用的申请EP 2 199 792 A1中所论述的。热联接的质量强烈地影响达到测量所需的样品温度的速度或速率。

现有技术的另一个测量系统和方法的缺点是具有加热的传感器基板的测量单元被放置在分析仪的固定位置中。该装置要求延伸的管道路径,由此导致对校准液体的较高需求以及用于供给这些液体的较高的时间努力。该设置的另一个缺点在于,样品输入系统不得不以可旋转的方式联接至测量单元,由此要求样品供给系统与测量单元之间的密封单元。

在现有技术解决方案中,测量单元的位置在测量设备内是固定的。样品的供给因而必然是使用延伸的管道来执行的,导致供给管道内的样品的改变/修改。此外,所要求的最小样品容量受到负面影响。由于延伸的管道路径,最低限度的可实现的测量时间也受下限(例如35s)限制,由此降低了通过量。

可能需要用于测量液体样品的至少一种组分的可移动测量单元、用于测量液体样品的至少一种组分的测量系统、用于制造可移动测量单元的方法、以及用于测量液体样品的至少一种组分的方法,其中,减弱、减少或甚至避免了现有技术的上述缺点中的至少一个缺点。

特别地,可能期望实现下述测量单元:该测量单元允许以可靠的方式、以足够短的测量时间、并且在要求足够低的样品量的情况下对液体样品的至少一种组分进行精确测量。此外,可能期望提供一种测量单元,该测量单元能够被容易地制造且该测量单元允许便利地进给来自特别地具有短的样品供给路径的不同源容器的样品。



技术实现要素:

所述需求是通过下述独立权利要求的主题来满足的,所述独立权利要求的主题涉及用于测量液体样品的至少一种组分的可移动测量单元、涉及用于测量液体样品的至少一种组分的测量设备、涉及用于制造可移动测量单元的方法、以及还涉及用于测量液体样品的至少一种组分的方法。

根据本发明的实施方式,提供了一种用于测量液体样品特别是全血的至少一种组分的可移动测量单元,该测量单元包括:第一部分,第一部分在该第一部分的表面处包括测量系统,该测量系统具有至少一个敏感区域;第二部分,该第二部分包括用于样品的接纳空间的至少一部分,第二部分连接至第一部分使得当样品位于接纳空间内时样品与至少一个敏感区域相接触;以及样品供给系统,该样品供给系统附接至入口(例如,该入口定位于或固定于第一部分处、和/或定位于或固定于第二部分处)以允许将液体样品供给到接纳空间中。样品供给系统可以固定地附接至入口,而不允许变形或移动。样品供给系统可以由坚实的和/或不可弯曲的材料制成并且可以是坚硬的。样品供给系统可以适于将流体样品从提供接近液体样品的表面的入口的样品容器供给至接纳空间,特别地,无需任何(可弯曲的或柔性的)管道或任何弹性密封装置。供给系统在将样品供给到接纳空间中期间可以不改变形状和/或可以不变形。

可移动测量单元可以特别地移动成用于将样品从外部源经由样品供给系统和测量单元的入口进给到接纳空间中。提供样品的不同样品源容器或外部装备可能要求样品供给系统的不同取向或构型,以能够将样品从外部源进给到接纳空间中。样品供给系统可以固定地附接至入口(在一种实施方式中,该入口设置在测量单元的第二部分处,在另一实施方式中,该入口设置在测量单元的第一部分处)。因而,在从不同样品源进给样品期间,样品供给系统以相对于测量单元的其余部分固定的位置和取向保持附接至入口。然而,整个测量单元可以被移动(例如,平移、和/或旋转或转动)以将样品供给系统(特别地,关于取向)设置成使得样品能够从外部源或外部容器填充到样品供给系统中,该样品供给系统又将样品经由入口供给到接纳空间中以用于测量。

测量系统可以特别地适于测量诸如K+、Ca++、Na+、Cl-之类的至少一种离子的浓度;和/或pH值;和/或氧分压、二氧化碳分压;和/或葡萄糖、乳酸、尿素、肌酸酐等的浓度。对于每种特定的分析物而言,可以提供至少一个单独的相应的敏感区域。当提供有用于对液体的不同组分进行测量的若干敏感区域时,敏感区域可以是沿着接纳空间的纵向方向并排设置的。

测量系统可以适于执行电位和/或电流测量、和/或电导测量,即,对电势和/或电流和/或电阻抗的测量。作为测量结果,可以确定不同分析物的浓度,以及/或者可以确定样品内的不同气体的分压的值,以及/或者可以确定血细胞的容量和输出。替代性地或附加地,测量系统还可以适于执行光学测量。

接纳空间可以特别地构造为具有与在将样品供给到接纳空间中期间的流动方向相对应的纵向方向的通道。包括在第二部分中的接纳空间可以形成为通道或形成为凹槽,并且接纳空间在第一部分连接至第二部分时可以是封闭(至少部分地封闭)的。可以在将第二部分连接至第一部分之后经由入口和/或经由出口(特别地,例如在第二部分处)进入接纳空间。

第二部分可以是成一体地形成的并且可以不包括任何导电材料。第二部分可以特别地用作提供封闭件的外壳以限定接纳空间或测量通道。接纳空间也将被称为测量通道。第一部分可以被胶粘至第二部分或可以通过其他手段来连接。在第一部分的接合部与第二部分的接合部之间可以设置有密封件以紧密地密封接纳空间。

样品供给系统允许将样品从不同的源容器经由例如供给管——比如由惰性金属材料、或与该申请的要求相匹配的任何材料(特别是生物相容性材料)例如一些聚合物材料所制成的供给针——供给到接纳空间中。由此,可以减轻样品的劣化并且可以将供给长度限制至样品供给系统的长度。

根据本发明的实施方式,样品供给系统包括供给针,该供给针在一个端部处连接至入口,并且该供给针具有与接纳空间连通的管腔。

供给针可以是直的并且可以具有介于3cm与20cm之间的长度。由此,可以提供短的供给长度。为了将样品从外部容器进给到接纳空间中,供给针的另一个端部可以浸入到容纳在敞开的外部容器中的样品中,同时供给针的所述另一个端部与针的连接至入口的所述一个端部相比在竖向上设置在较低的高度水平处。为了从其他外部源进给样品,供给针可以不同地定向,例如使得供给针的所述一个端部与供给针的所述另一个端部相比在竖向上位于较低的高度水平处。由此,来自不同样品源的样品可以通过事先适当地对可移动测量单元进行定向/定位(即,总体上使可移动测量单元移动)而被便利地进给到接纳空间中以进行测量。

根据本发明的实施方式,样品供给系统还包括具有通孔的弹性体元件,供给针被至少部分地插入到通孔中。供给针以固定的取向联接至第一部分和/或第二部分。

弹性体可以包括橡胶,并且弹性体元件可以特别地具有(在一些实施方式中为可选地具有)旋转对称轴线,该对称轴线特别地沿着通孔的纵向轴线延伸。在其他实施方式中,弹性体元件不具有任何对称性。弹性体元件可以在被接合到支承部中时支撑和保护供给针。此外,弹性体元件可以允许毛细管的连接,而供给针在另一个端部处被部分地插入到通孔中,使得针的所述另一个端部和毛细管的端部在通孔的中心处彼此接触(或至少彼此近距离间隔开),由此允许将原先位于毛细管内的样品进给到供给针中以将样品供给到接纳空间中。

根据本发明的实施方式,供给针适于允许从注射器或从真空采血管供给样品,其中,从一侧部分地插入到弹性体元件的通孔中的供给针允许在毛细管从另一侧部分地插入到供给针的通孔中的同时从毛细管供给样品。

由此,支持大量常规使用的样品容器或样品源装备。

根据本发明的实施方式,可移动测量单元还包括成一体地设置到第一部分中的加热/温度检测系统。

加热/温度检测系统可以适用于加热和温度检测两者。加热/温度检测系统可以特别地适于在样品位于接纳空间内时加热样品。加热/温度检测系统可以在样品设置在或位于或存在于接纳空间内时与样品电绝缘。加热/温度检测系统可以定位成靠近接纳空间,例如与接纳空间、特别地与从测量系统的敏感区域相距0.02mm至1.5mm。

加热/温度检测系统还可以包括控制系统,该控制系统适于操作该加热/温度检测系统的加热系统和温度检测系统,以改变以及保持被供给至接纳空间的样品的温度。由此,可以在限定的温度下进行所述至少一种组分的测量。

由此,提供了要求简单构造的简单的加热/温度检测系统。可以通过使电流运行通过加热丝来进行加热。可以通过测量加热丝的电阻来进行温度检测,其中,电阻可依赖于温度。加热丝可以以迂回曲折的方式设置成使得加热丝多次越过(当在投影中观察时多次越过)测量通道,而不与接纳空间内的样品电接触。由此,可以实现沿着测量通道的纵向方向的均匀的温度分布、特别是恒定的温度。由此,可以提高测量精度。

根据本发明的实施方式,第一部分包括形成为印刷电路板的聚合物。聚合物可以在使用常规可用的粘合剂时有效地附着至第二部分。此外,可以由此使制造第一部分简化。特别地,可以使用常规可用的印刷电路板材料,并且可以根据测量系统的要求和加热/温度检测系统的要求来应用常规可用的技术以将铜导电图形和/或传感器区域和/或其他电子元件形成到聚合物上。印刷电路板可以是分层的。

根据本发明的实施方式,印刷电路板包括多个层,所述多个层包括第一层和(至少)第二层,其中,该第一层包括测量系统,该第二层具有附接至第一层的下表面的上表面并且包括加热/温度检测系统,其中,第一层的上表面附接至、特别地使用粘合剂附接至第二部分以部分地封闭接纳空间。

由此,可以简化第一部分的制造,而能够进行精确测量,同时控制样品的温度。

根据本发明的实施方式,所述多个层还包括下述层并且所述多个层以下述顺序彼此附接:第三层,该第三层包括用于散布由加热/温度检测系统产生的热的导热材料;以及/或第四层,该第四层包括用于电屏蔽的导电材料;以及/或第五层,该第五层包括加热/温度检测系统;以及/或第六层,该第六层包括用于电屏蔽的导电材料。其他顺序的层和其他数目的层也是可能的。层的数目和层的顺序可以根据应用进行选择。

附加层可以是可选的,但附加层可以改善温度分布的均匀性和/或可以降低干扰电信号或干扰电磁信号的影响。

根据本发明的实施方式,印刷电路板的材料包括经纤维加强的聚合物,所述经纤维加强的聚合物的纤维特别地包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、纸纤维、木纤维、石棉纤维中的至少一者,其中,聚合物特别地包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、聚酯热固性塑料、酚醛树脂中的至少一者。由此,可以使用常规可用的聚合物材料,从而简化了测量单元的制造且降低了测量单元的成本。

根据本发明的实施方式,第二部分是成一体地形成的,特别地是通过注塑模制来制造的,进一步特别地是使用聚碳酸酯、和/或聚合物的共混物通过注塑模制来制造的。由此,可以简化第一部分的制造并且可以降低成本。此外,将第一部分与第二部分连接可以通过使用常规可用的粘合剂而将第一部分胶粘至第二部分来实现。

应当理解的是,就可移动测量单元而言单独地或以任何组合的方式所描述的、所提到的或所设置的的特征也能够单独地或以任何组合的方式应用或使用于根据本发明的实施方式的用于测量样品的至少一种组分的测量设备、用于制造可移动测量单元的方法、以及用于测量样品的至少一种组分的方法,反之亦然。

根据本发明的实施方式,提供了一种用于测量液体样品的至少一种组分的测量设备,该测量设备包括:根据前述实施方式中的一个实施方式的可移动测量单元,该可移动测量单元还包括路径接合部;安装系统,该安装系统用于以可移动的方式安装可移动测量单元,安装系统包括杆和位于杆的一个端部处的支承部,该杆具有导引路径,该支承部用于支承供给针,其中,测量单元的路径接合部能够与导引路径接合用以使可移动测量单元在沿着供给针的纵向方向的导引路径的方向上移动。

测量设备还可以包括:数据处理模块,该数据处理模块用于处理从测量系统获得的测量数据;能量供给系统,该能量供给系统用于将电能提供至测量单元的部件(比如测量系统、加热/温度检测系统(多个加热/温度检测系统));泵(多个泵);阀(多个阀);用户界面;外部网络功能;数据库的访问等。

杆还可以形成为框架,该框架允许可移动测量单元沿着直线平移路径移动并且还允许使测量单元枢转的回转或旋转。移动距离可以共计介于3cm与15cm之间,单元可以旋转10度至90度或甚至更多度。杆可以具有介于3cm与15cm之间的长度。与导引路径接合的测量单元可以沿着导引路径移位(例如,手动移位)。测量单元例如可以包括路径接合部,一个(或更多个)突出部(特别地,与第二部分成一体地形成的突出部)插入到代表导引路径的狭缝中和/或突出穿过代表导引路径的狭缝。其他构型也是可能的。当测量单元朝向杆的另一个端部移位时,路径接合部可以与导引路径脱开接合,以将测量单元从安装系统移除。例如,当导引路径被设置为槽口时,槽口可以在杆的所述另一个端部处具有加大的开口,测量单元的路径接合部的端部可以穿过该加大的开口而被取出,用以移除测量单元(例如,以及进行维修或更换)。杆也可以由聚合物制造,特别地使用注塑模制制造。

根据本发明的实施方式,安装系统的支承部适于在周向上接合弹性体元件,由此在供给针被至少部分地插入到弹性体元件的通孔中时夹持弹性体元件。支承部可以阻止供给针的弯曲。

根据本发明的实施方式,测量设备还包括基部,其中,测量单元在一个点处以可旋转的方式固定至基部,由此允许使测量单元围绕所述一个点枢转,以将供给针定向成使得供给针的连接至测量单元的入口的端部与供给针的另一个端部——样品被从外部源供给到所述另一个端部中——相比选择性地在竖向上位于较高的位置处、相同的位置处或较低的位置处,其中,杆特别地在与设置有支承部的所述一个端部不同的另一个端部处以可旋转的方式固定在基部的可以围绕旋转中心旋转的部分处。由此,使得能够将样品从不同的源装备进给到可移动测量单元的接纳空间中。

测量设备还可以包括清洗板,该清洗板固定在基部处并且具有通孔,其中,当可移动测量单元被适当地枢转时,弹性体元件与清洗板接触并且对供给至清洗板的通孔的流体进行密封,使得流体被导引通过弹性体元件的通孔以及供给针的管腔以进入接纳空间。清洗板可以用作介于测量单元的入口与清洗和/或校准溶液和/或试剂之间的流体联接装置。清洗和/或校准溶液可以经由清洗板而被引入到测量单元中。

根据本发明的实施方式,提供了一种用于制造用于对液体样品的至少一种组分进行测量的可移动测量单元的方法,该方法包括:制造第一部分,该第一部分在该第一部分的表面处包括测量系统,该测量系统具有至少一个敏感区域;制造、特别地通过注塑模制来制造第二部分,该第二部分包括用于样品的接纳空间的至少一部分;将第二部分与第一部分连接使得当样品位于接纳空间内时样品与至少一个敏感区域相接触;以及将样品供给系统附接至入口(例如,位于第二部分处的入口)以允许将液体样品供给到接纳空间中。

第一部分可以通过层叠多个层而制成,每个层包括电路准备、或屏蔽装备、或发热装备、或温度分布装备、或温度测量装备。由此,可以使用常规的方法。

根据本发明的实施方式,提供了一种用于测量液体样品的至少一种组分的方法,该方法包括:提供了用于测量液体样品的至少一种组分的可移动测量单元,测量单元包括:第一部分,该第一部分在该第一部分的表面处包括测量系统,该测量系统具有至少一个敏感区域;第二部分,该第二部分包括用于样品的接纳空间的至少一部分,第二部分连接至第一部分使得当样品位于接纳空间内时样品与至少一个敏感区域相接触;以及样品供给系统,该样品供给系统附接至入口(例如,位于第二部分处的入口)以允许将液体样品供给到接纳空间中;使可移动测量单元移动使得样品供给系统处于允许将液体样品从外部源进给到样品供给系统中的构型,特别地是允许将液体样品从外部源进给到样品供给系统中的位置和/或取向。

用于测量的方法还可以包括操作加热/温度检测系统以实现位于接纳空间内的样品的期望的测量温度以及维持该期望的温度。期望的温度例如可以是37℃。温度控制的精度例如可以实现37℃±0.2℃的温度。

根据本发明的实施方式,温度控制(包括加热和/或测量和/或温度的调节以实现恒温)可以直接整合到测量单元中,特别地直接整合在聚合的传感器基板(印刷电路板材料)中。样品供给系统可以直接附接至测量单元,因而可以是测量单元的一部分。

在本发明的各实施方式中,避免了昂贵的、体积大的和沉重的加热块和/或预加热路径,并且加热可以完全包含在可移动测量单元中。测量单元可以以可移动的方式安装以支持不同的样品容器。由于样品供给直接连接在测量单元的外壳处,因此实现了极其短的样品路径而无需样品供给系统与测量单元之间的可移动连接,从而避免了密封装置或管道部件。由此,可以降低或甚至避免样品的劣化,又实现了极小的样品体积,比如介于1μl与50μl之间、特别地介于5μl与30μl之间、特别地低于20μl的样品体积。由于一体设置的加热,因此样品温度可以在非常短的时间如介于1s与10s之间的时间、特别地低于5s的时间内达到所需温度。使测量单元移动(特别地用于将样品进给到接纳空间中和/或用于测量)的机会使得能够以短的路径将操作所需的所有试剂进给到测量单元中,由此减少了测量时间。

根据本发明的实施方式,测量单元包括下述特征的组合,所述特征包括聚合的基板、一体设置的加热和/或温度检测和/或温度调节系统、以及将样品供给系统直接附接在测量单元的外壳处,同时允许使测量单元移动。

测量设备可以包括用于控制测量单元内的、特别是接纳空间内的温度的温度调节系统(位于测量单元的外部)。

在本发明的实施方式中,可以使执行至少一种组分的测量所需的样品体积最小化并且可以降低测量设备的复杂性。

必须指出的是,已经参照不同的主题描述了本发明的各实施方式。特别地,已经参照方法类型的权利要求描述了一些实施方式,而已经参照装置类型的权利要求描述了其他实施方式。然而,本领域技术人员将从以上和以下的描述中获悉,除非另有说明,除属于一种类型的主题的特征的任何组合之外,与不同主题相关的特征之间、特别地在方法类型的权利要求的特征与装置类型的权利要求的特征之间的任何组合也被认为通过本文献而得以公开。

根据下文将描述的实施方式的示例,本发明的以上限定的方面和另外的方面将变得明显并且将参照实施方式的示例对这些方面进行说明。下文将参照实施方式的示例对本发明进行更详细地描述,但是本发明不限于所述实施方式的示例。

附图说明

现在参照附图对本发明的各实施方式进行描述。本发明不限于所描述或所示出的实施方式。

图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的测量设备(测量设备的一部分),该测量设备包括根据本发明的实施方式的可移动测量单元;

图2示意性地示出了包含在根据本发明的实施方式的可移动测量单元中的印刷电路板的构造;

图3示出了根据本发明的实施方式的测量设备(测量设备的一部分)在净化步骤期间的立体图;

图4、图5和图6示出了处在对来自根据本发明的实施方式的不同样品源的样品进行进给期间的根据本发明的实施方式的测量设备。

具体实施方式

图1示意性示出了根据本发明的实施方式的测量设备1(测量设备1的一部分),该测量设备1包括安装系统6和根据本发明的实施方式的可移动测量单元3。测量单元3包括第一部分5,该第一部分5包括具有至少一个敏感区域10的测量系统8,并且测量单元3还包括第二部分7(在图1中仅部分可见),该第二部分7包括用于样品的接纳空间9。

第一部分5和第二部分7通过胶粘而彼此连接,使得当样品位于接纳空间9内时样品与至少一个敏感区域10相接触。

可移动测量单元3还包括样品供给系统11,该样品供给系统11(固定地)附接至位于测量单元3的第二部分7处的入口13,以允许将液体样品供给到接纳空间9中,而无需任何管道和/或弹性密封装置。在其他实施方式中,入口13设置在第一部分5处,并且因而供给针也附接至第一部分5。样品供给系统11包括供给针15,该供给针15在一个端部处连接至入口13并且该供给针15具有与接纳空间9连通的管腔。接纳空间9例如可以具有介于10μm与30μm之间、特别地基本上为20μm或小于20μm的容积。

在示出的示例中,测量系统8包括用于测量样品的五种不同组分的浓度的五个不同的敏感区域10。待测量的组分例如可以包括K离子、Ca离子、Cl离子、Na离子以及还有H离子。因而,也可以使用测量系统8来测量pH。

测量设备1还可以包括:数据处理模块(图1中未示出),该数据处理模块用于处理从测量系统8获得的测量数据;能量供给系统,该能量供给系统用于将电能提供至测量单元的部件(比如测量系统、加热/温度检测系统(多个加热/温度检测系统));泵(多个泵);阀(多个阀);用户界面;外部网络功能、数据库的访问等。

图1中所示出的是穿过第一部分5的凸出部,该第一部分5由包括五个层的印刷电路板形成,如图2中所示。

样品供给系统11还包括弹性体元件17,该弹性体元件17具有通孔19,供给针15可以(部分地)插入穿过该通孔19。在图1中示出的构型中,插入针15仅被部分地插入弹性体元件17中。

图1中示出的测量设备1还包括安装系统6,该安装系统6包括具有导引路径(图1中未示出)的杆21,并且安装系统6还包括支承部23,该支承部23位于杆的一个端部处,用于支承供给针15。特别地,安装系统6的支承部23在周向上接合弹性体元件17,由此在供给针15被部分地或至少部分地插入到弹性体元件17的通孔19中时夹持弹性体元件17。支承部23防止供给针15在可移动测量单元3的使用期间弯曲。

安装系统6以可旋转的方式固定在基部59处。

在图2中以分解图示意性地示出了第一部分5的内部构造。第一部分5包括多个层,所述多个层包括第一层25,该第一层25包括具有敏感区域10的测量系统8。第一部分5还包括第二层27,该第二层27具有附接至第一层25的下表面的上表面并且包括具有加热丝30的加热/温度检测系统29。电路板28的上表面26附接有具有敏感区域10的测量系统8。通过其上附接有敏感区域10的该表面26,第一层25连接至测量单元3的第二部分7,以封闭接纳空间9。因而,当样品被填装到接纳空间9中时,样品与测量系统8的敏感区域10直接接触。

加热/温度检测系统29附接至电路板28以形成第二层27。

第一部分5还包括第三层31,该第三层31包括铜板33,该铜板33附接至电路板28,以实现在与接纳空间9的横向范围交叠的区域上的均匀的温度分布。

第一部分5还包括第四层35,该第四层35包括屏蔽板37和电路板28,屏蔽板37附接到该电路板28上。第四层35被设置用于电屏蔽目的。

可移动测量单元3的第一部分5还包括第五层39,该第五层39包括另外的加热/温度检测系统41(特别地包括呈迂回曲折构型的加热丝)。在图2中示出的实施方式中,加热/检测系统29具有这样的加热丝30,该加热丝30设置在仅略微大于接纳空间9的横向范围(或具有与接纳空间9的横向范围大致相同的尺寸)的横向区域中。其他尺寸也是可能的。另外的加热/温度检测系统41附接至电路板28,该电路板28由此也包含在第一部分5的第五层中。

第一部分5还包括第六层43,该第六层43仅包括屏蔽板45而未附接有附加的电路板。

在本发明的其他实施方式中,可以省去一个或更多个层、以及/或者层的设置顺序可以不同于图2中示出的实施方式。例如,第一部分5可以包括仅第一层和第二层。在其他实施方式中,可移动测量单元3的第一部分5可以包括第一层25、第二层27和诸如屏蔽层35或屏蔽层43之类的屏蔽层。其他组合也是可能的。可以省去另外的层31和/或层39。

图3以示出第二部分7在第一部分5前方的立体图示意性地示出了当特别是在清洗/净化和校准可移动测量单元3期间被使用时的测量设备1(测量设备1的一部分)(图1中以投影示出)。安装系统6包括杆21上的导引路径22。可移动测量单元3的第二部分7具有路径接合部47,该路径接合部47在此处形成为两个突出部,所述两个突出部突出穿过由导引路径22提供的槽口。可移动测量单元3可以沿着与供给针15的纵向轴线的方向51相对应的方向49沿着导引路径22移动。在可移动测量单元3的运动期间,供给针15刺透穿过弹性体元件17的通孔19,从而允许调节供给针15的一部分以突出超过安装系统6的支承部23。

为了支持至功能性元件的电能以及从包括在第一部分5中的功能性元件接收电信号,线缆53连接至可移动测量单元3的第一部分5的相应的接触端子55。可以通过用导电材料填充电路板28内的通孔32来从诸如层25、层27、层31、层35、层39和层43之类的不同层接触接触端子55。

图3还示出了与接纳空间9连通的出口57和入口58。入口58可以用于为参比电极供给溶液。

在经由供给针15来供给样品期间,蠕动泵可以(例如使用管道)连接至出口57,并且供给针的端部可以浸入待检查的样品中。样品随后可以被抽吸(通过泵的作用)通过供给针15的管腔进入到接纳空间9中。随即,可以通过控制加热/温度检测系统29和/或也操作另外的加热/温度检测系统41来调节期望的温度(比如37℃)。一旦温度已达到期望的温度并且温度保持恒定在±0.2℃内,即可以操作测量系统8用以测量样品的一种或更多种组分。

在图3中示出的清洗/净化和/或校准程序期间,测量单元3被转动(使用例如电马达以自动的方式转动),使得杆21并且因而还使供给针15沿竖向定向且使得弹性体元件17与清洗板24配合并接触清洗板24,同时供给针终止于弹性体元件17的通孔19内。清洗板24通过未示出的安装元件固定在基部59处。弹性体元件17按压到清洗板24上并且密封被导引在管路18内的清洗和/或校准溶液20以免泄漏到环境中。由此启用供给针15以及测量单元3内的整个样品流动路径的自动清洗并且/或执行测量系统8的校准。

图4、图5和图6示出了用于对来自不同样品源的样品进行加载的测量单元3的不同构型。

图4示出了样品要被从注射器61加载到测量单元3中的情况。测量单元3在一个点63处被以可旋转的方式固定在基部59处,使得测量单元3可以围绕点63回转或旋转。通过使测量单元3围绕点63旋转,能够将供给针15定向成使得该供给针的连接至测量单元3的入口13的端部与该供给针的另一个端部——样品被从外部源(此处为注射器61)供给到所述另一个端部——相比在竖向上位于较高的位置处、位于相同的位置处或位于较低的位置处。特别地,在图4中示出的情形下,供给针15的插入到注射器61中的端部与供给针15的连接至测量单元3的入口13的端部相比位于竖向上较低的位置处。杆21在与设置有支承部23的一个端部不同的另一个端部处被以可旋转的方式固定在基部59的可以围绕旋转中心67旋转的部分65处。所述旋转可以使用由测量设备1(测量设备1的控制器)控制的电马达来实现。围绕轴线67的旋转可导致包括供给针15的测量单元3的旋转和/或平移,由此特别地允许调节供给针15的不同取向。

图5示出了样品要被从敞开的容器69比如敞开的真空采血管加载到测量单元3中的情况。供给针15的取向以及因而测量单元3的取向类似于图4中示出的取向。

图6示出了样品要被从毛细管71加载到测量单元3中的情形。在该情形下,供给针15的取向不同于图4和图5中示出的供给针的取向。在图6中示出的情形下,供给针15的端部——来自毛细管71的样品被加载到所述端部中——(供给针15的靠近支承部23的一侧)与供给针的靠近测量单元3的入口13的端部相比位于竖向上较高的位置处。由此,禁止样品由于沿竖向向下方向起作用的重力而在毛细管71的端部73处流出毛细管71。

基部59还包括进入狭缝60(示出在图4、图5、图6中),杆21和/或外部容器的一部分可以滑动通过该进入狭缝60。

测量系统8可以包括适于测量下述方面的多个传感器:测量特别是K离子、Ca离子、Cl离子、Na离子中的至少一者的浓度、和/或测量PH值、和/或测量氧分压和/或二氧化碳分压、和/或测量葡萄糖或乳酸的浓度。

应当指出的是,术语“包括”并不排除其他元件或步骤,并且“一”或“一种”并不排除多个。此外,可以对结合不同实施方式所描述的元件进行组合。还应当指出的是,权利要求中的附图标记不应当被解释为限制权利要求的范围。

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