专利名称：具有试样杯穿刺组件的自动化学分析仪的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及自动临床化学分析仪的领域，更具体地说，涉及具有自动的试样容器装载组件的高处理量的自动化学分析仪。
背景技术：
在该技术领域已知有很多种自动的临床化学分析仪。这样的分析仪可以包括从简单的、主要由人工操作的仪器，直至非常复杂的、几乎完全自动的仪器。每种仪器都有其自身特别的性能，即，它们可进行的各类测试的数量(“菜单”)以及在某一给定时间段内可以处理的试样数量(“处理量”)。
已经研制出了可应用于大医院和医学实验室的复杂的大型分析仪，它们既具有一个很大的可进行测试的菜单，又具有高处理量。授予Lillig等人的美国专利4,965,049中揭示了这样的一种分析仪，该专利的全部内容可援引在此以作参考。
此类非常复杂的大型分析仪大多包括一自动的试样装载机构，该机构可以机械地运送试样容器，使之从一个便于装载的位置移动至分析仪内的一个接收位置，在那里，可以借助合适的液体抽取设备从试样容器内抽取液体试样。这样的自动装载机构可以使操作者操作此类分析仪所需的时间减至最少，因而可以提高分析仪的操作效率。
已有技术的自动装载机构的一个很大的问题在于，这样的自动装载设备不能有效地打开试样容器上的密封盖而让液体抽取设备触及容器内的试样。因此，试样容器上的密封盖必须靠人工打开。这样就会延长操作时间，从而大大降低分析仪的操作效率。
因此，需要有一种刺穿试样容器盖的工具，它可以被有效地纳入复杂的大型分析仪的自动装载机构，以使这样的装载机构实现完全的自动化。
发明概要本发明可满足这些要求。本发明提供了一种用于刺穿设置在某一位置L的容器顶部的容器盖的组合，该组合包括(a)一底座；(b)一连接于刀片支承臂的刀片，刀片支承臂连接于底座，因而该刀片支承臂能在一第一刀片支承位置和一第二刀片支承位置之间移动，在前一位置上，刀片与位置L分开，而在后一位置上，刀片刚好处在位置L的下方；(c)一盖子保持臂，它具有一能接触并保持容器盖的盖子接触面，盖子保持臂连接于底座，因而盖子保持臂能在一第一盖子保持臂位置和一第二盖子保持臂位置之间移动，在前一位置上，盖子接触面与位置L分开，在后一位置上，盖子保持面基本上处在位置L上；以及(d)一电动机，用于导致以下一连串的移动，即(ⅰ)盖子保持臂从第一盖子保持臂位置移动至第二盖子保持臂位置，(ⅱ)刀片支承臂从第一刀片支承臂位置移动至第二刀片支承臂位置，(ⅲ)刀片支承臂从第二刀片支承臂位置移动至第一刀片支承臂位置，以及(ⅳ)盖子保持臂从第二盖子保持臂位置移动至第一盖子保持臂位置；因此，当容器盖位于盖子保持位置L时，它可以依次地(ⅰ)由盖子保持臂保持，(ⅱ)被刀片刺穿，(ⅲ)脱离与刀片的接触，以及(ⅳ)脱离与盖子保持臂的接触。
在一较佳实施例中，该组合包括(a)一刀片支承臂，它可滑动地连接于一基本垂直的立柱，因而该刀片支承臂能沿着该立柱在一上刀片支承臂位置、一中间刀片支承臂位置和一下刀片支承臂位置之间移动，刀片支承臂具有一上接触面和一下接触面；(b)一连接于刀片支承臂并基本垂直地设置在刀片支承臂下方的刀片，该刀片可借助刀片的向下移动而刺穿容器盖；(c)一盖子支承臂，它具有一能接触并保持容器盖的盖子接触面，盖子保持臂可滑动地连接于立柱，因而它可沿着立柱在刀片支承臂上接触面和刀片支承臂下接触面之间移动；(d)一用于将盖子保持臂压向刀片支承臂下接触面的偏压元件；以及(e)一电动机，用于使刀片支承臂沿立柱在上刀片支承臂位置、中间刀片支承臂位置以及下刀片支承臂位置之间上下滑动；其中，(ⅰ)在上刀片支承臂位置，刀片支承臂下接触面可保持住盖子保持臂，从而使盖子接触面高于位置L；(ⅱ)在中间刀片支承臂位置，盖子接触面可与设置在L处的容器盖接触，但是刀片高于L；以及(ⅲ)在下刀片支承臂位置，盖子接触面可与设置在L处的容器盖接触，刀片低于位置L。
在一个典型的实施例中，刀片支承臂和盖子保持臂可滑动地连接于一对与底座相固定的立柱，偏压元件包括一对弹簧。
盖子保持臂的盖子接触面最好是内凹的，以便可靠地接收和保持试样容器的盖子。
本发明有利地提供了一种用于确定设置在一装载区域内的一个或多个加盖试样容器内的一种液体的至少一个参数的诊断分析仪。这样的分析仪还包括(a)一本体；(b)一设置在本体内的试样台，该试样台的尺寸和大小适于接纳多个试样容器；(c)一设置在本体内的试剂台，该试剂台的尺寸和大小适于接纳多个试剂容器；(d)一设置在本体内的分析台，该分析台包括(ⅰ)一反应容器和(ⅱ)一用于分析设置在该反应容器内的液体的分析仪；(e)一用于将液体试样从试样台以及将试剂从试剂台传送至反应容器的试样试样传送机构；以及(f)一用于将试样容器从试样容器装载区域移动至试样台的装载机构。
在这样的分析仪中，最好是沿着试样传送装置设置合适的切换设备，以便当试样容器被送入组合内的位置上时，可以使组合的电动机自动地工作。
本发明提供了一种大大优于已有技术的装置，它可以允许复杂的大型诊断分析仪的操作者以几乎完全自动的方式来操作所述分析仪，不必花费大量的工作时间来制备装有分析试样的容器。
本发明的这些和其它的特征和优点可通过以下的描述、所附权利要求以及附图变得清楚起来。
图1是一具有本发明特征的自动分析仪的平面示意图；图2是具有本发明特征的自动分析仪的前视图，该分析仪的罩盖是闭合的；图3是图2所示自动分析仪的另一个前视图，其中的罩盖是打开的；图4A是可用于本发明的一试样容器支架的立体图；图4B是可用于本发明的一反应试管(cuvette)的立体图；图4C是图4B所示反应试管的横剖侧视图；图5A是可用于本发明的一试样探头臂组件的立体图；图5B是一试剂探头臂组件的立体图；图5C是一试样杯探头臂组件的立体图；图5D是一试管搅拌杆组件的立体图；图5E是一试管清洗台的立体图；图6是可用于本发明的一反应杯组合的流程图；图7是可用于本发明的一离子选择反应杯组件的流程图；图8是一具有本发明的特征的试样盖穿刺组件的分解立体图；图9是可用于图8所示试样盖穿刺组件的一刀片的端部视图；图10A是图8所示试样杯穿刺组件的横剖侧视图，其中的刀片支承臂位于上刀片支承臂位置；图10B是图8所示试样杯穿刺组件的横剖侧视图，其中的刀片支承臂位于中间的刀片支承臂位置；图10C是图8所示试样杯穿刺组件的横剖侧视图，其中的刀片支承臂位于下刀片支承臂位置。
详细描述下面将详细描述本发明的一个实施例以及该实施例若干种变型。然而，这些讨论不应被看作为该将本发明仅限于所述特定实施例的内容。熟悉本技术领域的人员可以作出很多其它的实施例。本发明完整的保护范围应由所附权利要求限定。
图1-3示出了一具有本发明特征的自动分析仪10。该分析仪10包括一本体12、一试样台14、一试剂台16、一随机抽样的分析台18、一反应杯分析台20和一离子选择电极分析台22。
本体12通常是一个可为各种工作元件提供一外壳的箱体。本体12通常是用轻型金属，例如轻型钢板制成。图2示出了主罩盖24闭合的分析仪10。图3示出了主罩盖24打开的分析仪10。
图2和图3还说明，根据本发明的典型分析仪10可以具有一装载托盘盖26、一卸载托盘盖28，以及一个或多个分别用于覆盖试样台14、试剂台16、随机抽样分析台18、反应杯分析台20和离子选择分析台22的操作者区域的盖子30。
试样台14的尺寸和大小适于接纳多个试样容器32。在图1-图3所示的实施例中，试样台14是一个圆形转盘，它能容纳设置在10个试样容器支架34内的40个试样容器32。在一个典型的实施例中，每个试样容器32均为大体直立的容器，其具有一用薄的橡胶或类似材料制成的容器盖36。图4A中示出了一含有四个可用于本发明的试样容器32的试样容器支架34。试样台14可借助一旋转电动机(未示)转动，这样就使每个试样容器32可以交替地位于至少一个试样抽取位置38下方，并且可以离开这个位置。
试剂台16的尺寸和大小适于接纳多个试剂容器40。每个试剂容器40均包含一个或多个可容纳一种或多种试剂的分隔室，所述试剂可在分析仪10进行化学分析时发挥作用。另外，最好是对试剂预先稀释，以便尽量减少试剂用量以及因稀释造成的延迟。较佳的试剂容器40有三个独立的分隔室，美国专利4,970,053和5,075,082中描述了这样的试剂容器，该两专利的全部内容可援引在此以作参考。
较佳的是，试剂台16是冷藏于例如大约4℃的温度下，以便延长试剂的寿命并尽量减少蒸发。
在图1-图3所示的实施例中，试剂台16是一个圆形转台。试剂台16可以借助一旋转电动机(未示)转动，这样就使每个试剂容器40可以交替地位于至少一个试剂抽取位置42的下方，并且可以离开该位置。
较佳的是，试剂台16还包括一条形码阅读器(未示)，它可以阅读印刷在试剂容器40上和/或设置在试剂转台上的条形码信息。可以将此类信息传递给计算机控制器，以有助于分析仪10的操作。
随机抽样分析台18的尺寸和大小适于接纳多个如图4B和4C所示的反应试管44。在图1-图3所示的实施例中，随机抽样分析台18是一个能接纳超过100个试管44的圆形转台。每个试管44均为顶部敞开的小反应容器，它至少有两个相对的透明侧部可以让光线透过。
随机抽样分析台18还包括随机抽样分析台的分析仪46，例如一浊度计和/或光度计，它们设置得靠近随机抽样分析台的分析位置48，以便确定试管44内的试样的至少一个参数。
随机抽样分析台可借助一旋转电动机(未示)移动，这样就使每个试管44可以交替地位于至少一个试管试样下落位置50、至少一个试管试剂下落位置52、至少一个试管混合位置54、至少一个试管清洗位置56和一个随机抽样分析台的分析位置48的下方，并且可以从这些位置离开。
反应杯分析台20包括至少一个反应杯组件58。在图1所示的实施例中，反应杯分析台20包括六个反应杯组件58。各反应杯组件58可用来进行大体积的分析，例如对钠、钾、葡萄糖、氨基酸以及血液中尿素氮含量进行分析。
图6是一典型的反应杯组件的流程图。试剂是通过一位于反应杯组件58一侧(图6中的右侧)的引入管道330供给反应杯332的。试剂是由试剂泵59从一试剂源380抽取的，并经过一可遥控的试剂阀384进入至引入管道330。在设置于反应杯组件58的那一部分引入管道330中，在试剂流入反应杯332之前可由一加热元件326对其加热。从一去离子水的压力供给源向反应杯332供给去离子清洗水，这些清洗水经过一可套多孔去离子水的阀386，进入位于反应杯组件58的与引导试剂流入反应杯332的引入管道330相对的那一侧的引入管道330。在设置于反应杯组件58的那一部分引入管道330中，在去离子水流入反应杯332之前可由一第二加热元件326对其加热。
反应杯332内的液体可经过一能遥控的主排放阀390从一排出管道388排放。当排出液体是一种潜在的有害物质时，可以使之经过一可遥控的有害废物容器阀394而排入一合适的有害废物容器392。当排出液体是无害物质时，可以使之通过一可遥控的无害废物容器阀398而排入一合适的无害废物容器396。有害和无害废物容器392和396通常是保持真空，以便使液体从反应杯快速和完全地排放。由于为反应杯332设置了一个分开的去离子清洗水供给源348，所以可以在清洗步骤时很方便和廉价地采用这样的去离子清洗水。另外，由于在清洗步骤采用水，所以在清洗步骤中排放的很多水可以被排入一无害废物丢弃区域。还应注意的是，由于采用了两个分开的加热元件326，所以可大大减少加热所需的时间。这在需要多个清洗循环的分析操作中是特别有利的。
采用清洗水系统还能提供优于已有技术的另一个重大益处。采用本发明的杯分析组件58的分析仪10可以是程控的，以便周期性地或自动地重新校准用作分析仪334的浊度计，即简单地将反应杯332充满纯清洗水并将浊度计校准至一选项设定的值。这样就不必周期性地关停分析仪10以用人工校准各反应杯组件58内所用的各浊度计。
在与此申请案同时申请的题为_________的美国专利No.__________中详细描述了一种特别有用的反应杯组件58，该专利的全部内容可援引在此以作参考。
离子选择电极分析台22包括一试样注射杯60，它流体密封地连通于一能测量液体试样内至少一种电解质的流槽(flow cell)分析仪。离子选择电极分析台22可以用来分析试样电解质(以及可以作为电解质分析的试样组份)，例如钠、钾、钙、氯和二氧化碳。
图7示出了一典型的离子选择分析台22。试样注射杯60流体密封地连通于一离子选择电极分析台的泵64，该泵64能从一试剂供给源(未示)泵取至少一种离子选择电极分析试剂，使之经过一阀V1、流槽分析仪62、随后进入一合适的废物抛弃位置。试样通过一个注射杯分析探头138(将在下面详细描述)压入试样注射杯60。该试样在试样注射杯内与由泵64抽入试样注射杯60的试剂混合，经过阀V1后流入流槽分析仪。
设置一能将CO2酸性试剂直接泵入流槽分析仪62的CO2酸性试剂泵63，它与一CO2酸性试剂供给源(未示)流体密封地连通。还设置了一个与标准溶液(未示)流体密封连通的离子选择分析台的标准溶液泵65。该离子选择分析台的标准溶液泵65能将标准溶液经阀V2直接送入流槽分析仪62。
在一较佳实施例中，离子选择电极分析台的泵64、CO2酸性试剂泵63以及离子选择电极分析台的标准溶液泵65是由一单个电动机驱动的。
与本申请同时提出的题为________的美国专利申请No.___________中揭示了一种特别有用的离子选择分析台22，该专利的内容可全部引用在此以作参考。
分析仪10还包括一电动试样探头臂组件90，例如图5A所示。试样探头臂组件90包括一试样探头臂92和一中空的试样探头94。试样探头94具有一内腔96、一敞开的下端98和一敞开的上端100。试样探头94大体垂直地设置在试样探头臂92上，并且可以由一试样探头电动机102驱动而在一下部试样探测位置和一上部试样探测位置之间移动。
在试样探头94上可以配备一试样探头末端清洁组件104，如美国专利5,408,891所述，该专利的内容可援引在此以作参考。这样的清洁组件104包括一清洁组件空腔106，它流体密封地连通于一清洁用液体的供给源108和一抛弃位置110。
试样探头臂92可由一试样探头臂电动机(未示)驱动而在一第一试样探头臂位置和一第二试样探头臂位置之间移动，在前一个位置上，试样探头臂刚好在试样抽取位置38的上方，在后一个位置上，试样探头臂刚好位于试管采样下落位置50的上方。
试样探头94连接于一试样探头压力交变机构，该机构可以对试样探头94的内腔96交替地施加正压或负压。这样的压力交变机构可以是本技术领域已知的任何一种。通常，这样的压力交变机构是由一活塞泵112提供。
试样探头臂组件90可在试样抽取位置38处从设置在试样台14内的试样容器32中抽取预定量的试样，并且将这些试样传送至在随机抽样分析台18内位于试管试样下落位置50的一试管44。
分析仪10还包括一如图5B所示的电动试剂探头臂组件114。该试剂探头臂组件114包括一试剂探头臂116和一中空的试剂探头118。试剂探头118具有一内腔120、一敞开的下端122和一敞开的上端124。该试剂探头118大体垂直地设置在试剂探头臂116上，并且可由一试剂探头电动机126驱动而在一下部试剂探头位置和一上部试剂探头位置之间移动。
试剂探头臂116可由一试剂探头臂电动机(未示)驱动而在一第一试剂探头臂位置和一第二试剂探头臂位置之间移动，在前一个位置，试剂探头118刚好在试剂抽取位置42的上方，在后一个位置，试剂探头臂刚好位于试管试剂下落位置52的上方。
试剂探头118连接于一试剂探头压力交变机构，该机构可以对试剂探头118的内腔120交替地施加正压或负压。这样的压力交变机构可以是本技术领域已知的任何一种。通常，这样的压力交变机构可由一活塞泵128提供。
试剂探头臂组件116可在试剂抽取位置42处从设置在试剂台16内的试剂容器40中抽取预定量的试剂，并且将这些试剂传送至在随机抽样分析台18内的位于试管试剂下落位置52的一试管44。
试样探头臂92和试剂探头臂116均可包括多个可独立移动的探头。在各附图所示的实施例中，试样探头臂92和试剂探头臂116包括一对探头臂，它们可以围绕一主旋转轴线130转动。该两探头臂还可以一体地围绕一次旋转轴线132转动。
分析仪10还包括一如图5C所示的杯分析探头臂组件134。该杯分析探头臂组件134包括一杯分析探头臂136和一中空的杯分析探头138。杯分析探头138具有一内腔140、一下端142和一敞开的上端144。杯分析探头138大体垂直地设置在杯分析探头臂136上，并且可由一杯分析电动机(未示)驱动而在一下部杯分析探测位置和一上部分析探测位置之间移动。
杯分析探头138可以配有一个已有技术中熟知的杯分析探头端部清洁组件146。这样的清洁组件包括一清洁组件空腔148，它流体密封地连通于一清洁液体供给源150和一抛弃位置152。
杯分析探头臂136可以由一杯分析探头臂电动机(未示)驱动而在一第一杯分析探头臂位置、一第二杯分析探头臂位置和一第三杯分析探头臂位置之间移动，在第一位置上，所述杯分析探头刚好位于试样台14内的一试样容器32的上方，在第二位置上，所述杯分析探头136刚好位于反应杯组件58之一的上方，在第三位置上，杯分析探头136刚好位于试样注射杯60的上方。
杯分析探头136连接于一杯分析探头压力交变机构，该机构可以对杯分析探头136的内腔140交替地施加正压或负压。这样的压力交变机构可以是本技术领域已知的任何一种。通常，这样的压力交变机构可由一活塞泵154提供。
杯分析探头臂组件134可从设置在试样台14内的试样容器40中抽取预定量的试样，并且将这些试样传送至每个反应杯组件58和试样注射杯60。
分析仪10还包括一如图5D所示的试管搅拌杆组件156。试管搅拌杆组件156包括一细长的并且可转动的搅拌杆158，其具有一下端160和一上端162。试管搅拌杆的下端160连有一试管搅拌桨164。试管搅拌杆是大体垂直设置的，并且可以在一下部试管搅拌杆位置和一上部试管搅拌杆位置之间移动。试管搅拌杆组件156可定位在试管搅拌位置54的上方。如各附图中的实施例所示，电动试管搅拌杆组件156可以是独立和分开的组件，或者它可以与试样探头臂92和/或试剂探头臂116形成一体。
分析仪10还包括一如图5E所示的试管清洗台166。试管清洗探头168可以从试管44抽取液体的反应混合物，并将该混合物送至一合适的抛弃位置，随后对试管44进行冲洗和清洁以便用它来分析另外的试样。
清洗台166包括一个或多个电动的试管清洗台探头168。每个清洗台探头168均具有一内腔170、一敞开的下端172和一敞开的上端174。清洗台探头168可以大体垂直地设置在随机抽样台18内的试管清洗位置56的上方，并且可以由一清洗台探头电动机(未示)驱动而在一下部清洗台探测位置和一上部清洗台探测位置之间移动。
在各附图所示的实施例中，清洗台探头168是成对操作的，成对清洗台探头168中的一个连接于一压力冲洗溶液供给源，而另一个则连接于一抛弃系统，该系统适于抽空试管内的物质，并将这些物质传送至一合适的抛弃位置。
或者，每个清洗台探头168可以连接于一清洗台探头压力交变机构，该机构可以对清洗台168的内腔170交替地施加一正压和一负压。清洗台探头压力交变机构包括一用于使压力清洗液从一清洗液供给源供给至清洗台探头168的机构，以及一用于对清洗台探头168的内腔170提供负压的机构，前一机构可以用来清洗设置在试管清洗位置56上的试管，后一机构可以用来将废液从设置在试管清洗位置56的试管除去，并将这样的废液传送至一抛弃位置。对内腔170提供负压的机构通常包括一真空源。
用于该分析仪的压力交变机构可以另外包括一障碍检测器176，该检测器包括一安装在工作压力传送管道内的压力传感器，如果在压力交变机构内检测到一个障碍压力差，所述压力传感器可以警告操作者和/或关停仪器。与本申请同时提出的题为____________的美国专利申请No.__________中详细描述了这样的障碍检测器176，该专利申请的全部内容援引在此以作参考。
通常，自动分析仪10还包括一控制器178，它可以控制各电动机，使分析仪10平滑、高效和快速地工作。这种控制通常还可以用来保存和汇报分析数据。较佳的是，控制器178包括一数字化计算机，它可以利用根据杯分析试样、所进行的分析和已有的试剂而作出的大量工作指令来编程。更佳的是，该数字化计算机可接收关于每个杯分析试样以及试剂台16内的各种试剂的条形码信息，并利用这些信息进行高效地分析。还有，最好控制器178能跟踪所用试剂的量，以便当某种试剂容器40内的试剂数量不够时向操作者发出警告。
还有，控制器178最好包括一种“指定(stat)”模式，即，使操作者可以令分析仪10先于其它所有试样对试剂杯和离子选择电极内的特别重要的试样进行分析。
在各附图所示的实施例中，分析仪10还包括一试样容器的装载和制备组件68。该装载和制备组件68包括一装载机构70，它可以将一个或多个试样容器从一装载区域72沿以作装载机构通道74装载到试样台14上。装载机构70包括一装载托盘76和一卸载托盘78。在图1所示的实施例中，装载托盘76和卸载托盘78的尺寸和大小适于保持多个试样容器支架34。装载托盘76具有一电动的装载臂，用于将多个试样容器支架推向装载机构通道74。卸载托盘78具有一电动的卸载臂(未示)，用于将试样容器支架推离装载机构通道74。
装载机构通道74具有一电动的装载通道臂82，它可使单个试样容器支架34沿着装载机构通道74进入或离开试样台14。一条形码阅读器84通常是沿装载机构通道74设置的。当试样容器32沿装载机构通道74移动时，条形码阅读器84可读取设置在每个试样容器32上的条形码信息。
在图1所示的实施例中，试样容器装载和制备组件68还包括一试样容器盖的穿刺机构86，该穿刺机构能刺穿试样容器盖36，使盖子36开启而便于试样探头94进入。如图2和图3所示，试样容器盖穿刺机构86可以设置在试样盖穿刺机构盖子88的下方。
图8-图10详细示出了试样容器盖穿刺机构86的一个较佳实施例。该试样盖穿刺机构86包括一具有固定成对立柱402的底座400。一刀片支承臂404可滑动地连接于这两个立柱402。刀片支承臂404具有一下刀片支承臂表面406和一上刀片支承臂表面408。在刀片支承臂404的中心设置了一驱动元件410，例如一蜗轮，它可以驱动刀片支承臂404沿立柱402升降。
在刀片支承臂404内固定了至少一个刀片412。刀片412通常包括一底座413和多个穿刺部414。一个较佳的刀片412具有三个或更多个穿刺部414，它们分别设置在沿一单根轴线416相交的几个垂直平面上，这些平面与相邻平面间隔的距离相等。图10示出了一具有四个穿刺部414的刀片412，各穿刺部与相邻穿刺部间隔90度。
较佳的是，每个穿刺部414均具有直角三角形的形状，即，穿刺部414上的点418比穿刺部的其它部分更加远离轴线416。
沿着立柱还可滑动地设置了一个盖子保持臂420。盖子保持臂420具有一盖子保持臂上表面422和一保持臂下表面424。保持臂下表面424形成了一个盖子保持面426，这个表面最好是向内凹而接受并保持一试样容器32上的盖子36。盖子保持臂420具有若干个开口428，它们分别与设置在刀片支承臂404内的刀片412对准。每个开口428的大小足以让刀片412通过盖子保持臂420。
如图10A、10B和10C所示，刀片支承臂404能在上刀片支承臂位置(如图10A所示)、中间刀片支承臂位置(如图10B所示)和下刀片支承臂位置(如图10C所示)之间移动，从而当盖子36被设置在高度为E的位置L时，可以刺穿一试样容器32的盖子36。
刀片支承臂404具有一用于接触盖子保持臂420下部的下接触面430以及一用于接触盖子保持臂420上部的上接触面432。盖子保持臂420可滑动地连接于立柱402，这样就使盖子保持臂420能沿着立柱402在刀片支承臂上接触面432和刀片支承臂下接触面430之间移动。可采用至少一个偏压元件434将盖子保持臂420压向刀片支承臂的下接触面430。
采用一电动机436来使驱动元件410带动刀片支承臂404沿立柱402在上刀片支承臂位置、中间刀片支承臂位置和下刀片支承臂位置之间移动。
如图10A所示，当刀片支承臂404在上刀片支承臂位置时，刀片支承臂的下接触面430与盖子保持臂420接触，并将盖子保持臂420保持在离开位置L且在高度E之上的一个位置上。因此，当刀片支承臂404位于上刀片支承臂位置时，试样容器32可以沿装载机构通道74移动，不会受到盖子保持臂404的阻碍。
如图10B所示，当刀片支承臂404下降到中间刀片支承臂位置时，盖子保持臂420下侧的盖子接触面426降至位置L。在这个位置上，盖子接触面426能与沿装载机构通道74设置的试样容器32顶部的盖子36接触，并加以保持。由于偏压元件434可提供向下的压力，盖子保持臂420可在刀片412刺穿容器盖36的过程中牢牢地保持试样容器32。盖子接触面426最好是向内凹而便于和试样容器盖36接触和配合。
当盖子接触面426与试样容器盖36接触时，刀片支承臂位于刀片支承臂404的中间位置，刀片412尚远离位置L并在高度E之上，因而不会穿过试样容器盖36。然而，当刀片支承臂404从中间刀片支承臂位置继续向下至下刀片支承臂位置时，刀片412穿过盖子保持臂420内的开口428到达紧挨着位置L下方的位置E，从而借助刀片412的穿刺部44刺穿试样容器盖36。
通常，当刀片支承臂上接触面432与盖子保持臂420接触时，刀片支承臂404就不能再向下移动。
当试样容器盖36已经被刺穿之后，电动机436使刀片支承臂404沿立柱402向上滑动至上刀片支承臂位置。这样的动作使得刀片支承臂404的下接触面430反抗偏压元件434的偏压力将盖子保持臂420向上推至高度E之上。因此，试样容器32(现已具有一被刺穿的容器盖36)就能自由地向上，沿装载机构通道74进一步地移动至试样台14。
工作时，本发明自动分析仪10的操作者可以将待分析试样放入各试样容器32内，并将各试样容器32放到一个或多个试样容器支架34内。试样容器34被放置到装载托盘76上。
电动装载臂80将装载托盘76内的试样容器支架34推向装载机构通道74。随着各试样容器支架34进入装载机构通道74，电动的装载通道臂82将试样容器支架34沿着装载机构通道74推向试样台14。
随着各试样容器32通过条形码阅读器84，附着在每个试样容器32上的条形码信息就被条形码阅读器84读取并传送给控制器178。这样的条形码信息通常包括试样的识别信息以及需利用试样的各部分来进行分析的信息。
随着试样容器支架34沿着装载机构通道74被进一步地推至盖子穿刺机构86下方的位置L。盖子穿刺机构86可以在每个试样容器32上对盖子36进行穿刺。
随后，试样容器支架34沿着装载机构通道74被进一步地推至试样台14，试样台14内的一夹紧机构可使试样容器支架34保持竖直向上。
试样台14在控制器178的控制下转动。当一个试样容器32位于一试样抽取位置时，可借助试样探头94从试样容器32内抽取少量试样。该工作是这样完成的，即，将试样探头94定位在试样抽取位置38的上方，使试样探头94降低到试样探头的下部位置，在这个位置上，试样探头94的敞开的下端处在试样容器32内的试样液面以下。随后，利用试样探头压力交变机构在试样探头内腔内形成真空，将少量试样抽入试样探头内腔96。随后，将试样探头升高至试样探头上部位置，试样探头臂92令试样探头94移动至直接位于试管试样下落位置50上方的位置。
在试管试样下落位置50上，试样探头94重新降低至试样探头下部位置，试样探头94内的少量试样落入位于试管试样下落位置50的试管44。这可以通过利用试样探头压力交变机构在试样探头内腔96内产生一个轻微的升压来实现。随后，试样探头94的下端缩入试样探头末端清洁组件104，在那里，利用来自清洁液体源108的清洁液进行冲洗。在清洁之后，清洁液被冲入一合适的抛弃位置110。随后，试样探头94就可以准备抽取另一个试样容器32内的另一些试样。
在试样探头94进行上述动作的同时，试剂探头118以类似的方式从试剂台16上抽取适当数量的预混合试剂，并使这些试剂落入试管44。通常，试剂刚好是在试样落入试管44之前添加的。
在试样和试剂都被加入试管44之后，试管44转动至试管混合位置54。在试管混合位置54上，试管搅拌杆158降低至试管搅拌杆位置，搅拌桨164转动，对试管44内的试样和试剂进行搅拌和完全地混合。
在典型的随机抽样的分析作业中，在高温下进行分析，可以允许试管44内的试样和试剂混合物位于随机抽样分析台18内，同时，例如通过使热空气吹过随机抽样分析台18而使混合物处在高温下。当试管44内的混合物到达了合适的温度之后，可以利用随机抽样分析台的分析仪46对试管44内的混合物进行分析。在一种较佳的作业中，是将试管44多次放到随机抽样分析位置46上，进行多次分析，因而可以从多次分析的平均值来获得一个汇报结果。这样的汇报结果是非常可靠的。
在对试管44内的混合物进行分析之后，试管44移动至试管清洗台166上的试管清洗位置56。在试管清洗位置166上，清洗台探头168从上探头位置移动至下探头位置，利用清洗台压力交变机构抽取反应混合物。根据已在试管44内进行过分析的混合物的种类，利用压力清洗液对试管44冲洗一次或若干次。在将清洗液从试管44内去除并传送至合适的抛弃位置之后，试管44就可以准备接收另一个分析试样。
在随机抽样分析台18动作的同时，可在反应杯分析台20和离子选择电极分析台22上进行高容量的分析。首先，利用试剂泵59将预定量的适当试剂抽入各反应杯332并抽入注射用试样杯60。可结合一磁性搅拌器。于是，杯分析探头臂组件134就可以将杯分析探头136定位在试样台14内的试样容器32的上方，将杯分析探头136下降到下探头位置，利用杯分析探头压力交变机构将相对较多数量的试样抽入杯分析探头138的内腔140。杯分析探头138随后被升高至上探头位置，杯分析探头臂136使杯分析探头138移动至直接位于一个反应杯组件58上方的位置。杯分析探头138降低至下杯位置，杯分析探头138内的一部分试样落入反应杯332。随后，杯分析探头138再次升高到上探头位置，杯分析探头臂136使杯分析探头138移动至刚好位于其它反应杯组件58上方的位置，并使一部分试样落入反应杯332。
当所有反应杯332都被填满时，杯分析探头臂136使杯分析探头138直接移动至试样注射杯60上方。杯分析探头138重新降低至下探头位置，使其余试样落入注射试样杯60。
在试剂和试样混合物借助磁性搅拌器完全混合之后，利用每个杯组件内的反应杯分析台分析仪334对混合物进行分析，将分析结果汇报给控制器178。随后对反应杯332进行冲洗，准备接收另一个试样。
与此同时，在离子专用电极分析台上，使注射试样杯60内的试样与试剂完全混合。在试样和试剂完全混合之后，混合物流过流槽62，流槽62内的每个电极对混合物进行一次分析。将分析结果汇报给控制器178。随后，将混合物排放至合适的抛弃位置66，对系统进行冲洗，准备进行另一种试样的制备。
在对一个试样容器支架34上的每个试样容器32都进行了分析之后，借助电动的装载通道臂82将试样容器支架34从试样台14上取下。试样容器支架34沿装载机构通道74退回到卸载托盘78上。一旦到了卸载托盘78上，电动的卸载臂就可将试样容器支架34推向卸载托盘78的端部，并在那里由操作者取下。
本发明提供了大大优于已有技术的优点，即可降低通过次数、维修成本和操作成本，同时可提高精度及可靠性。
虽然上面结合较佳实施例对本发明进行了详细描述，但其它变化型式也是可能的。因此，所附权利要求的精神和范围不应限制于以上对较佳实施例的描述。
权利要求
1．一种用于刺穿设置在位置L的容器顶部的容器盖的组合，该组合包括(a)一底座；(b)一连接于刀片支承臂的刀片，所述刀片支承臂连接于底座，因而该刀片支承臂能在一第一刀片支承位置和一第二刀片支承位置之间移动，在前一位置上，刀片与位置L分开，而在后一位置上，刀片刚好处在位置L的下方；(c)一盖子保持臂，它具有一能接触并保持容器盖的盖子接触面，所述盖子保持臂连接于底座，因而盖子保持臂能在一第一盖子保持臂位置和一第二盖子保持臂位置之间移动，在前一位置上，盖子接触面与位置L分开，在后一位置上，盖子保持面基本上处在位置L上；以及(d)一电动机，用于导致以下一连串的移动，即(ⅰ)盖子保持臂从第一盖子保持臂位置移动至第二盖子保持臂位置，(ⅱ)刀片支承臂从第一刀片支承臂位置移动至第二刀片支承臂位置，(ⅲ)刀片支承臂从第二刀片支承臂位置移动至第一刀片支承臂位置，以及(ⅳ)盖子保持臂从第二盖子保持臂位置移动至第一盖子保持臂位置；因此，当容器盖位于盖子保持位置L时，它可以依次地(ⅰ)由盖子保持臂保持，(ⅱ)被刀片刺穿，(ⅲ)脱离与刀片的接触，以及(ⅳ)脱离与盖子保持臂的接触。
2．一种用于刺穿设置在升高位置E的容器顶部的容器盖的组合，该组合包括(a)一刀片支承臂，它可滑动地连接于一基本垂直的立柱，因而该刀片支承臂能沿着该立柱在一上刀片支承臂位置、一中间刀片支承臂位置和一下刀片支承臂位置之间移动，所述刀片支承臂具有一上接触面和一下接触面；(b)一连接于所述刀片支承臂并基本垂直地设置在刀片支承臂下方的刀片，该刀片可借助刀片的向下移动而刺穿所述容器盖；(c)一盖子支承臂，它具有一能接触并保持所述容器盖的盖子接触面，所述盖子保持臂可滑动地连接于所述立柱，因而它可沿着所述立柱在刀片支承臂上接触面和刀片支承臂下接触面之间移动；(d)一用于将所述盖子保持臂压向刀片支承臂下接触面的偏压元件；以及(e)一电动机，用于使所述刀片支承臂沿所述立柱在上刀片支承臂位置、中间刀片支承臂位置以及下刀片支承臂位置之间上下滑动；其中，(ⅰ)在上刀片支承臂位置，所述刀片支承臂下接触面可保持住所述盖子保持臂，从而使盖子接触面高于E；(ⅱ)在中间刀片支承臂位置，盖子接触面可与设置在E处的容器盖接触，但是刀片高于E；以及(ⅲ)在下刀片支承臂位置，盖子接触面可与设置在E处的容器盖接触，刀片低于E。
3．如权利要求2所述的组合，其特征在于，所述刀片支承臂和所述盖子保持臂可滑动地连接于一对相互平行设置的立柱。
4．如权利要求2所述的组合，其特征在于，所述偏压元件包括至少一个弹簧。
5．如权利要求2所述的组合，其特征在于，所述盖子保持臂的盖子接触面是内凹的。
6．如权利要求2所述的组合，其特征在于，所述刀片包括三个或更多个穿刺部，每个穿刺部均设置在一垂直平面内，所有这些垂直平面都沿着一垂直轴线相交，每个平面与相邻平面间隔的角度相等。
7．如权利要求6所述的组合，其特征在于，每个穿刺部均包括一个具有直角三角形形状的点，这个点比穿刺部上的其余部分离开垂直轴线更远。
8．如权利要求6所述的组合，其特征在于，所述刀片包括四个穿刺部，每个穿刺部与相邻的穿刺部间隔大约90度。
9．一种用于确定设置在一装载区域内的一个或多个加盖试样容器内的一种液体的至少一个参数的装置，所述装置包括(a)一本体；(b)一设置在所述本体内的试样台，该试样台的尺寸和大小适于接纳多个试样容器；(c)一设置在所述本体内的试剂台，该试剂台的尺寸和大小适于接纳多个试剂容器；(d)一设置在所述本体内的分析台，该分析台包括(1)一反应容器和(2)一用于分析设置在该反应容器内的液体的分析仪；(e)一用于将液体试样从所述试样台以及将所述试剂从所述试剂台传送至反应容器的试样试样传送机构；以及(f)一试样容器装载和制备组件，它包括(1)一用于使一个或多个垂直设置的加盖试样容器从装载区域沿着一装载机构通道移动至试样台的装载机构，其中试样容器的盖子位置是L，以及(2)用于刺穿沿着所述装载机构通道设置的试样容器的盖子的组合，这样的组合包括(ⅰ)一底座；(ⅱ)一连接于刀片支承臂的刀片，所述刀片支承臂连接于底座，因而该刀片支承臂能在一第一刀片支承位置和一第二刀片支承位置之间移动，在前一位置上，刀片与位置L分开，而在后一位置上，刀片刚好处在位置L的下方；(ⅲ)一盖子保持臂，它具有一能接触并保持容器盖的盖子接触面，所述盖子保持臂连接于底座，因而盖子保持臂能在一第一盖子保持臂位置和一第二盖子保持臂位置之间移动，在前一位置上，盖子接触面与位置L分开，在后一位置上，盖子保持面基本上处在位置L上；以及(d)一电动机，用于导致以下一连串的移动，即(ⅰ)盖子保持臂从第一盖子保持臂位置移动至第二盖子保持臂位置，(ⅱ)刀片支承臂从第一刀片支承臂位置移动至第二刀片支承臂位置，(ⅲ)刀片支承臂从第二刀片支承臂位置移动至第一刀片支承臂位置，以及(ⅳ)盖子保持臂从第二盖子保持臂位置移动至第一盖子保持臂位置；因此，当容器盖位于盖子保持位置L时，它可以依次地(1)由盖子保持臂保持，(2)被刀片刺穿，(3)脱离与刀片的接触，以及(4)脱离与盖子保持臂的接触。
10．如权利要求9所述的组合，其特征在于，所述刀片支承臂和所述盖子保持臂可滑动地连接于一对相互平行设置的立柱。
11．如权利要求9所述的组合，其特征在于，所述刀片包括三个或更多个穿刺部，每个穿刺部均设置在一垂直平面内，所有这些垂直平面都沿着一垂直轴线相交，每个平面与相邻平面间隔的角度相等。
12．如权利要求9所述的组合，其特征在于，每个穿刺部均包括一个具有直角三角形形状的点，这个点比穿刺部上的其余部分离开垂直轴线更远。
13．一种用于确定设置在一装载区域内的一个或多个加盖试样容器内的一种液体的至少一个参数的装置，所述装置包括(a)一本体；(b)一设置在所述本体内的电动试样台，该试样台的尺寸和大小适于接纳多个试样容器，并具有一试样抽取位置，所述试样台可在本体内移动，因而当试样台保持着多个试样容器时，各试样台可以交替地移向或离开试样抽取位置；(c)一设置在所述本体内的电动试剂台，该试剂台的尺寸和大小适于接纳多个试剂容器，并具有一试剂抽取位置，所述试剂台可在本体内移动，因而当试剂台保持着多个试样容器时，各试剂台可以交替地移向或离开试剂抽取位置；(d)一设置在所述本体内的电动随机抽样分析台，该随机抽样分析台的尺寸和大小适于接纳多个试管，并具有一试管试样下落位置、一试管试剂下落位置、一试管混合位置、一试管清洗位置、一随机抽样分析台的分析位置和一设置得靠近随机抽样分析台分析位置以便确定试管内试样的至少一个参数的分析仪，所述随机抽样分析台可以在本体内移动，因此，当随机抽样分析台上保持着多个试剂容器时，各试剂容器可以交替地移向或离开(1)试管混合位置、(2)试管清洗位置和(3)随机抽样分析台的分析位置；(e)一设置在所述本体内的反应杯分析台，该反应杯分析台包括(1)一反应杯和(2)一用于分析设置在该反应杯内的液体的分析仪；(3)一反应杯分析台的泵机构，用于将反应杯分析台试剂从一反应杯分析台试剂源泵吸至反应杯，并将反应杯内的液体泵送至一合适的抛弃位置；(f)一设置在所述本体内的离子选择电极分析台，该离子选择分析台包括(1)一试样注射杯，它与一流槽分析仪流体密封地连通，该分析仪用于测量液体试样中的至少一种电解质，以及(2)一离子选择电极分析台的泵机构，它可以将离子选择电极分析台的试剂从一离子选择电极分析台试剂供给源泵吸至试样注射杯，并将试样反应杯内的液体泵送至流槽分析仪，再送到一合适的抛弃位置；(g)一连接于本体的电动试样探头臂组件，该试样探头臂组件包括(1)一试样探头臂和(2)一中空试样探头，它具有一内腔、一敞开的下端和一敞开的上端，该试样探头大体垂直地设置，所述试样探头可在一下试样探头位置和一上试样探头位置之间移动，所述试样探头臂可在一第一试样探头臂位置和一第二试样探头臂位置之间移动，在前一位置上，试样探头刚好位于试样抽取位置上方，在后一位置上，试样探头刚好位于试管试样下落位置上方；(h)一试样探头压力交变机构，用于对试样探头的内腔交替地施加一正压和一负压；(i)一连接于所述本体的电动试剂探头臂组件，该试剂探头臂组件包括(1)一试剂探头臂和(2)一中空试剂探头，它具有一内腔、一敞开的下端和一敞开的上端，该试剂探头大体垂直地设置，所述试剂探头可在一下试剂探头位置和一上试剂探头位置之间移动，所述试剂探头臂可在一第一试剂探头臂位置和一第二试剂探头臂位置之间移动，在前一位置上，试剂探头刚好位于试剂抽取位置上方，在后一位置上，试剂探头刚好位于试管试剂下落位置上方；(j)一试剂探头压力交变机构，用于对试剂探头的内腔交替地施加一正压和一负压；(k)一连接于所述本体的电动试管搅拌杆组件，该试管搅拌杆组件包括一细长的且可转动的试管搅拌杆，该搅拌杆具有一下端和一上端，试管搅拌杆的下端连有一试管搅拌杆的桨叶，试管搅拌杆大体垂直地设置，所述试管搅拌杆可在一下试管搅拌杆位置和一上试管搅拌杆位置之间移动，所述试管搅拌杆臂可定位在试管混合位置的上方；(1)一连接于所述本体的杯分析探头臂组件，该杯分析探头臂组件包括(1)一电动的杯分析探头臂和(2)一中空且电动的杯分析探头，它具有一内腔、一敞开的下端和一敞开的上端，所述杯分析探头可在一下杯分析探头位置和一上杯分析探头位置之间移动，所述杯分析探头臂可在一第一杯分析探头臂位置和一第二杯分析探头臂位置之间移动，在前一位置上，杯分析探头刚好位于一试样容器上方，在后一位置上，杯分析探头刚好位于注射试样杯上方；(m)一杯分析压力交变机构，用于对杯分析探头的内腔交替地施加一正压和一负压；(n)一连接于所述本体的试管清洗台，该试管清洗台包括一中空电动的试管清洗探头，它具有一内腔、一敞开的下端和一敞开的上端，该试管清洗台是设置成能刚好位于试管清洗位置的上方；以及(o)一试样容器装载和制备组件，它包括(1)一用于使一个或多个垂直设置的加盖试样容器从装载区域沿着一装载机构通道移动至试样台的装载机构，其中，试样容器的盖子位置是E，以及(2)沿着所述装载机构通道设有用于刺穿试样容器盖的组合，这样的组合包括(ⅰ)一刀片支承臂，它可滑动地连接于一基本垂直的立柱，因而该刀片支承臂能沿着该立柱在一上刀片支承臂位置、一中间刀片支承臂位置和一下刀片支承臂位置之间移动，所述刀片支承臂具有一上接触面和一下接触面；(ⅱ)一连接于所述刀片支承臂并基本垂直地设置在刀片支承臂下方的刀片，该刀片可借助刀片的向下移动而刺穿所述容器盖；(ⅲ)一盖子保持臂，它具有一能接触并保持所述容器盖的盖子接触面，所述盖子保持臂可滑动地连接于所述立柱，因而它可沿着所述立柱在刀片支承臂上接触面和刀片支承臂下接触面之间移动；(ⅳ)一用于将所述盖子保持臂压向刀片支承臂下接触面的偏压元件；以及(ⅴ)一电动机，用于使所述刀片支承臂沿所述立柱在上刀片支承臂位置、中间刀片支承臂位置以及下刀片支承臂位置之间上下滑动；其中，(ⅰ)在上刀片支承臂位置，所述刀片支承臂下接触面可保持住所述盖子保持臂，从而使盖子接触面高于E；(ⅱ)在中间刀片支承臂位置，盖子接触面可与设置在E处的容器盖接触，但是刀片高于E；以及(ⅲ)在下刀片支承臂位置，盖子接触面可与设置在E处的容器盖接触，刀片低于E；以及(p)一电动机控制器，用于控制一试样台电动机、一试剂台电动机、一随机抽样分析台电动机、一反应杯分析台的泵、一离子选择电极分析台的泵机构、一试样探头臂电动机、一试样探头定位机构、一带动试样搅拌杆旋转的电动机、一试样探头压力机构、一试剂台臂电动机、一试剂探头定位机构、一试剂搅拌杆定位电动机、一带动试剂搅拌杆旋转的电动机、一随机抽样分析台电动机、一试管清洗台探头定位电动机、一杯分析探头臂电动机、一杯分析探头定位机构、一带动杯分析搅拌杆旋转的电动机、一杯分析探头压力机构、盖子穿刺电动机以及装载机构。
14．如权利要求13所述的组合，其特征在于，所述刀片支承臂和所述盖子保持臂可滑动地连接于一对相互平行设置的立柱。
15．如权利要求13所述的组合，其特征在于，所述刀片包括三个或更多个穿刺部，每个穿刺部均设置在一垂直平面内，所有这些垂直平面都沿着一垂直轴线相交，每个平面与相邻平面间隔的角度相等。
16．如权利要求13所述的组合，其特征在于，每个穿刺部均包括一个具有直角三角形形状的点，与穿刺部上的其余部分相比，这个点离开垂直轴线更远。
17．一种用于从包含多个试样的试样容器中抽取液体试样的方法，试样容器内的试样具有一液面，试样容器具有一密封盖，所述方法包括如下步骤(a)沿着一装载机构通道将试样容器机械地运送至一靠近盖子穿刺机构的位置，所述穿刺机构包括一可动的刀片；(b)使所述刀片机械地穿过所述密封盖并进入试样容器，从而刺穿所述密封盖；(c)将所述刀片从试样容器内机械地退出，并使试样容器沿着装载机构通道机械地传送至一试样台；(d)将一中空探头穿过被刺穿的密封盖并伸入试样液面以下，将一部分试样抽入所述探头，借以将液体试样从试样容器中抽出；以及(e)将所述探头从所述试样容器机械地取出。
全文摘要
本发明提供了一种用于穿刺一容器盖子的装置。该装置包括:一可滑动地连接于一个或多个立柱的刀片支承臂;一垂直地连接在刀片支承臂下方的刀片;以及一可滑动地连接于立柱的盖子保持臂,该盖子保持臂能沿着立柱在一上部位置和一下部位置之间移动,在上部位置,盖子接触表面位于容器盖的高度之上,在下部位置,盖子接触面正好位于容器盖的高度。盖子保持臂具有一让刀片通过的开口。一偏压元件可将盖子保持臂压向其下部位置。盖子保持臂位于刀片下方,但在刀片支承臂接触面的上方。因此,当刀片支承臂向上滑动时,刀片支承臂与盖子保持臂接触,并将盖子保持臂从其下部位置推向其上部位置。
文档编号G01N35/10GK1237244SQ97199636
公开日1999年12月1日 申请日期1997年11月13日 优先权日1996年11月13日
发明者H·F·费彻纳, T·杨, C·H·佐恩 申请人:贝克曼考尔特公司