专利名称：样品测量器具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种样品测量器具，更具体地涉及一种适于在例如光学式测量通过将试剂与血浆、生理液体等混合以进行反应而得到的反应产物的特性时使用的样品测量器具。
背景技术：
如在JP10-501340A(PCT)等中公开的那样，用于分析血浆、生理液体等的装置已经是众所周知的。在上述出版物中公开的“具有提高的计量精度的改进虹吸管”中，离心分离器的转子装有加血腔、血浆测量腔、保持腔、稀释剂测量腔、混合腔、测量试管等；特别是，血浆测量腔和混合腔通过虹吸管而相互间连通，其中，与血浆测量腔相通的虹吸管的入口和与混合腔相通的虹吸管的出口之间的位置关系设置成使得相对于转子的径向来说，该入口处于出口的外侧。
根据该PCT出版物中公开的发明，当转子旋转时，加血腔中的血液在离心力的作用下运动到血浆测量腔中，在这里其分离成细胞和血浆。此时，保持腔中的稀释剂在离心力的作用下运动到稀释剂测量腔中，一部分稀释剂从稀释剂测量腔经由虹吸管而进入到混合腔中。
从血浆测量腔中的细胞中分离出来的血浆经由虹吸管进入到混合腔中，从而与稀释剂混合。已在混合腔中与稀释剂混合的血浆经由分配环而分配到设于转子周向上的多个测量试管中。稀释过的血浆所分配到其中的这些测量试管中的每一个均含有试剂，其可与所流入的血浆发生反应，并最终可进行光度分析。
在上述出版物中公开的上述发明的问题是，进行光度分析的测量试管已被预先供应有试剂，这意味着只有一种试剂能够与稀释过的血浆发生反应。
另外，当稀释过的血浆在进入到含有试剂的测量试管中并与试剂发生反应时，几乎没有施加任何搅拌作用，因此测量试管中的溶液的光度分析的可靠性相当低。
为了解决现有技术中的上述问题而进行了本发明。本发明的一个目的是提供一种样品测量器具，其允许样品与一种或多种试剂连续地起反应，能够在光度分析之前使样品和试剂可靠地混合并进行搅拌，因而可在光度分析中实现高可靠性，并且这种器具的结构简单且易于操作。
发明内容
本发明采用下述手段来解决上述问题。也就是说，提供了一种样品测量器具，其包括一个或多个试剂溶解/混合装置；样品供应腔，其与试剂溶解/混合装置相通以使样品可流入到试剂溶解/混合装置中；以及至少一个与试剂溶解/混合装置相通的测量腔，其特征在于，样品供应腔、试剂溶解/混合装置和测量腔在从样品因样品运动装置的作用而运动的流动通道的上游侧到下游侧上设置，样品供应腔设置在试剂溶解/混合装置的上游侧，而测量腔设置在试剂溶解/混合装置的下游侧。
在上述样品测量器具中，在试剂溶解/混合装置和测量腔之间形成了连通，当设有多个试剂溶解/混合装置时，它们串联式地设置，这样便在试剂溶解/混合装置和其下游侧的测量腔之间建立了连通。因此，可以使样品与不仅一种而且可以是超过一种的试剂连续地起反应。另外，样品和试剂可在光度分析之前可靠地混合和搅拌在一起，从而在光度分析中实现了可靠性的提高。
应当注意的是，在这里提出了样品供应腔、试剂溶解/混合装置和测量腔在从样品流动通道中的上游侧到下游侧上设置，这意味着这些部件设置成使得样品可经由从上游侧到下游侧的固定路而流动，并不意味着这些部件按顺序地设置在预定的方向上。换句话说，如果流动通道是弯曲的，那么这些腔之间的位置关系可相应地变化。
用于传统器具中的试剂是冻干的。冻干的试剂要求有冷冻、真空干燥等生产工序，这导致了相当高的生产成本。作为对比，本发明允许使用涂布式试剂，其可以较低的生产成本来得到。
样品运动装置可使用离心机；样品供应腔、试剂溶解/混合装置和测量腔可按顺序地沿着离心机转子的径向来设置，样品供应腔可安装在离心机中，并位于转子径向上的内侧。在这种情况下，可以通过虹吸管来在多个试剂溶解/混合装置之间建立连通；另外，由含有将与样品起反应的试剂的试剂溶解腔和通过虹吸管与该试剂溶解腔相通的混合腔而形成了试剂溶解/混合装置。
在使用离心机时，非常希望将样品供应腔、试剂溶解/混合装置和测量腔设置成在从样品流动通道的上游侧到下游侧上以所述的顺序设置，不存在任何倒置。
另外，试剂运动装置可包括压力产生装置；例如，可以通过泵装置的抽吸或加压来使试剂运动。在这种情况下，希望提供装备有阀体和样品检测装置的液流控制装置。
在根据本发明的样品测量器具中形成有旁通通道，其绕过了设置在样品供应腔和测量腔之间的下述部件中的至少一个试剂溶解腔、混合腔以及包括了试剂溶解腔和混合腔在内的试剂溶解/混合装置。
也可以采用这样的结构，其中在对样品测量器具施加会使样品从样品供应腔流向测量腔的作用力时，在流入到测量腔中的样品中产生了时滞，使得与允许样品从样品供应腔经由试剂溶解/混合装置而流到测量腔中的流动通道相比，允许样品经由旁通通道而流到测量腔中的流动通道导致了样品会在从样品供应腔经由试剂溶解/混合装置而流到测量腔中之前经由旁通通道而流入到测量腔中。
通过提供这种旁通通道，在样品从样品供应腔经由试剂溶解/混合装置而流到测量腔中所花的时间与样品经由该旁通通道而直接流到测量腔中所花的时间之间产生了时滞，这样就可在测量腔中预先测量样品坯料(sample blank)。
这样，可以在测量腔即试管中测量样品坯料，以便对将要与试剂起反应的样品进行测量，还可以对会影响测量值的样品如乳糜试样或溶血试样进行样品坯料校正而不会有任何中间试管差异，这样就可得到更准确的测量值。
希望在流动通道上设置至少一个回流抑制装置。
在本发明中可设置至少两个测量腔，其中一个是专用于样品坯料测量的测量腔，其与样品供应腔相通以绕过一个或多个试剂溶解/混合装置；另一测量腔设置成可通过一个或多个试剂溶解/混合装置而与样品供应腔相通。
通常通过光学测量装置或电化学测量装置来测量流入到测量腔中的反应样品的特性。
另外，可以至少在试剂溶解/混合装置中设置排气孔。由于设置了这种排气孔，就可以使样品顺利地运动到下游侧。
在设有两个测量腔的情况下，可以使一个测量腔具有较小的单元长度，而使另一个测量腔具有较大的单元长度，这样，即使在较小单元长度的测量腔中样品浓度较高且产生了饱和而无法进行测量，也可以在较大单元长度的测量腔中进行测量。
另外，在本发明的样品测量器具中，可以提供与测量腔相通的溢流腔。该溢流腔设置成位于附近腔的下游侧和测量腔的上游侧。
另外，可以提供与测量腔相通的处置腔。该处置腔设置成位于测量腔的下游侧。
当将该样品测量器具布置在离心机的转子中以对其施加离心力时，从下一个腔和测量腔的上游侧来看，上述溢流腔处于离心方向上。
当将该处置样品测量器具布置在离心机的转子中以对其施加离心力时，从测量腔处来看，上述处置腔处于离心方向上。
如上所述，根据本发明，在试剂溶解/混合装置和测量腔之间建立了连通(在设有多个试剂溶解/混合装置时使它们相互间串联式相通，并且下游侧的试剂溶解/混合装置与测量腔相通)，因而可以使样品与一种或多种试剂起反应。
另外，可在光度分析之前使样品和试剂可靠地混合和搅拌在一起，从而在光度分析中实现高可靠性，并且可以提供一种性能优良的样品测量器具，其结构简单，生产成本低且易于操作。
图1是根据实施例1的样品测量器具的平面图。
图2是根据实施例1的样品测量器具的侧视图。
图3是根据实施例2的样品测量器具的平面图。
图4是图3所示的样品测量器具的沿线3-3的剖视图。
图5是显示了样品测量器具如何安装到离心机的转子中以及试样如何从分配器提供到样品测量器具的样品供应腔中的示意性透视图。
图6是将放置到形成了样品测量器具的器具主体的表面上的盖板的平面图。
图7(a)到7(e)是样品测量器具的平面图，其显示了在离心机的转子重复性地旋转和制动时构成了样品的试样如何从样品测量器具的样品供应腔最终到达溢流腔中，样品测量器具处于离心机的转子上。
图8是部分地显示了根据实施例3的样品测量器具的主体部分的平面图。
图9是部分地显示了根据实施例4的样品测量器具的主体部分的平面图。
图10是示意性地显示了根据实施例5的样品测量器具的主体部分的说明性结构图。
图11是显示了根据实施例6的样品测量器具的平面图。
图12是显示了根据实施例7的样品测量器具的平面图。
图13是详细地显示了液流控制装置的视图。
图14是显示了泵的一个例子的视图。
图15是显示了泵的另一例子的视图。
图16是显示了泵的另外一个例子的视图。
具体实施例方式
(实施例1)在下文中将参考附图来详细地介绍根据本发明实施例1的样品测量器具。
图1和2显示了根据本发明实施例的样品测量器具10。从分别作为平面图和侧视图的图1和2中可以看到，该实施例的样品测量器具10通常形成为薄且窄的板，在其的一个表面上设有第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2。
这里，样品测量器具10的从图中看去的上侧和下侧被分别称为样品流动方向上的上游侧和下游侧。
虽然在本发明的样品测量器具中可以仅设置一个试剂溶解/混合装置，然而如上所述，该实施例设有两个试剂溶解/混合装置(第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2)，它们通过虹吸管而相互连通，并且样品顺序地流入到这两个装置中。
位于上游侧的第一试剂溶解/混合装置11-1与位于更上游侧的样品供应腔12相通。位于下游侧的第二试剂溶解/混合装置11-2与位于更下游侧的两个测量腔13和14相通。
样品供应腔12、第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2以及测量腔13和14设置在较薄且较窄的样品测量器具10的纵向中心轴线10c的方向上。
用语“设置在样品测量器具10的纵向中心轴线10c的方向上”并不意味着如图1所示地那样样品供应腔12以及第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2等与纵向中心轴线10c对齐，而是意味着样品供应腔12、第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2以及测量腔13和14的主要形成位置仅在纵向中心轴线10c的延伸方向上连续地相互间偏离。
如图5所示，当要投入使用时，样品测量器具10安装在离心机(未示出)的转子R中，使其纵向中心轴线10c沿着转子的径向方向延伸。
考虑到这种使用方式，当样品测量器具10安装在转子R中时，将样品供应腔12设置在位于径向内侧上的端部10a处。
也就是说，当转子R旋转且样品测量器具10安装于其中时，自然就产生了从样品测量器具10的一端10a到与之相对的另一端10b的离心力。因此，在下述介绍中，用语“离心方向”指从样品测量器具10的一端10a到另一端10b的方向。
设于样品测量器具10的一端10a处的样品供应腔12经由小管15与第一回流抑制腔16相通，而第一回流抑制腔16经由通道17与第一试剂溶解/混合装置11-1相通。第一试剂溶解/混合装置11-1具有与下述第二试剂溶解/混合装置11-2大致相同的结构；更具体地说，它由试剂溶解腔11a-1和经由虹吸管11b-1而与试剂溶解腔11a-1相通的混合腔11c-1组成。
具体地说，通过将通道17与形成了第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1的离心方向上的侧端部分相连，便可在通道17与第一试剂溶解/混合装置11-1建立连通。
接着将更详细地介绍第一试剂溶解/混合装置11-1的结构；形成了虹吸管11b-1的虹吸小管的入口与试剂溶解腔11a-1的离心方向上的端部相连；该虹吸小管沿着试剂溶解腔11a-1在与离心方向相反的方向上延伸，并且在超过试剂溶解腔11a-1的位置处折弯，从而再次沿着离心方向延伸，这样便形成了一个U形结构。
在该实施例的样品测量器具10中，一方面在第一试剂溶解/混合装置11-1中，虹吸小管的出口经由第二回流抑制腔18和通道19与混合腔11c-1相通。或者，另一方面，在第二试剂溶解/混合装置11-2中，它形成为与第二混合腔11c-2直接相通。
第一试剂溶解/混合装置11-1经由第二虹吸管20与第三回流抑制腔21相通，第二虹吸管20以与上述虹吸管11b-1类似的方式形成，第三回流抑制腔21经由通道22与第二试剂溶解/混合装置11-2相通。更具体地说，形成了第二虹吸管20的虹吸小管的入口与形成了第一试剂溶解/混合装置11-1的混合腔11c-1的离心方向上的端部相连，该虹吸小管在与离心方向相反的方向上延伸，并且在超过混合腔11c-1的位置处折弯，从而再次沿着离心方向延伸，这样便形成了一个U形结构。
这样，虹吸小管的出口与第三回流抑制腔21相通，而第三回流抑制腔21又经由通道22与第二试剂溶解/混合装置11-2的第二试剂溶解腔11a-2的离心方向上的端部相通。形成了第二试剂溶解/混合装置11-2的第二混合腔11c-2顺序地经由倒U形小管23、第四回流抑制腔24、通道25和第五回流抑制腔26而与两个测量腔13和14相通。
从图4的剖视图中可以清楚地看到，测量腔13和14的深度相互不同，测量腔13的所谓的单元长度较大，而测量腔14的单元长度较小。测量腔13和14通过连通装置(未示出)而相互间连通。连通装置可采用多种结构；例如，连通通道可在进入到这两个测量腔之前岔出来，然后在离开测量腔之后再连接在一起；或者，这两个测量腔可实质上形成为一个阶梯式的腔。
这些测量腔13和14分别装有用于测量的透明窗口13a和14a(见图6)。窗口13a用于测量一个测量腔13中的样品，而窗口14a用于测量另一测量腔14中的样品。由于这种设置，就可以通过窗口13a和14a来测量不同深度的测量腔13和14中的样品的吸收率等。
在这两个测量腔13和14的离心侧上设有溢流腔27。在样品流入到这两个测量腔13和14中时，溢流腔27允许样品的溢流部分进入到其中；溢流腔27经由第六回流抑制腔28而与测量腔13和14相通。
顺便提及，如上所述，处于最上游的样品供应腔12经由小管15与第一回流抑制腔16相通，第一回流抑制腔16经由通道17与第一试剂溶解/混合装置11-1相通；应当注意的是，第一回流抑制腔16还经由小管31c与设置在离心侧的回收腔31a串联式相通。回收腔31a用于回收在样品流入到测量腔13和14之后残留在样品供应腔12内的剩余样品。
(实施例2)在图3所示的示例中，在测量腔13和14的离心侧设有与溢流腔27隔开的处置腔28。处置腔28用于对已经流入到测量腔13和14中并进行了测量的样品进行处置和回收；处置腔28经由小管30而与测量腔13和14相通。
另外，如图3所示，在该示例中还形成了连通通道31，其在离心方向上从第一回流抑制腔16中延伸出来，并与第四回流抑制腔24相通。如上所述，第四回流抑制腔24经由通道25和第五回流抑制腔26而与测量腔13和14相通，其结果是，由于存在着该连通通道31，样品供应腔12便与测量腔13和14相通，绕过了第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2。
在该连通通道31中，沿着离心方向串联式设置了第六回流抑制腔31a和第七回流抑制腔31b，在第六回流抑制腔31a和第七回流抑制腔31b之间以及在位于连通通道31的上游侧和下游侧处的第一回流抑制腔16和第四回流抑制腔24之间分别经由小管31c和31c而建立了连通。
在这一点中重要的方面如下所述对安装在离心机的转子中的样品测量器具10施加离心力，其用作使样品从样品供应腔流向测量腔的作用力，这便导致了样品从样品供应腔12中流出并经过第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2，在该过程中，试剂溶解并流入到测量腔13和14中；然而，在此之前，样品坯料从样品供应腔12中经由旁通式连通通道31流入到测量腔13和14中。换句话说，必须形成从样品供应腔12到测量腔13和14中的流动通道，使得样品从样品供应腔12经由第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2流入到测量腔13和14中所花的时间比样品从样品供应腔12经由连通通道31直接流入到测量腔13和14中所花的时间更长(因而产生了时滞)。
上述实施例1和2中的样品测量器具10由两个部分组成扁平的器具主体32和置于主体表面上的盖板33。这一结构将参考图3所示的实施例2来介绍。
在器具主体32的表面中形成了许多个凹腔和凹槽。它们设置成形成了器具主体32的上述部件。也就是说，它们形成为限定了样品供应腔12、形成了第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1和混合腔11c-1、测量腔13和14、溢流腔27、回收腔29、在样品供应腔12和第一试剂溶解/混合装置11-1之间建立了连通的连通小管15、用于经由虹吸管20而在第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2之间建立连通的虹吸小管、用于经由虹吸管11b-1而在试剂溶解腔11a-1和混合腔11c-1之间建立连通的虹吸小管、用于经由第三虹吸管11b-2而在第二试剂溶解腔11a-2和第二混合腔11c-2之间建立连通的虹吸小管以及回流抑制腔等，上述部件分别形成在与上述相符的位置处。
然后将图6所示的盖板33置于扁平器具主体32的表面上以覆盖住这些凹腔和凹槽部分。在这一过程中，从作为该实施例的样品测量器具10的局部剖视图的图4中可以清楚地看到，在器具主体32的表面上的凹槽部分的一侧上预先形成了高度很小的肋34，当将盖板33置于器具主体32的表面上时，盖板33的内侧便与肋34的上边缘形成压力接触，从而可防止样品从由凹槽部分所形成的连通通道中泄漏出去。
肋34所形成的位置不限于凹槽部分的那一侧；也可以根据需要而将它们设置在凹槽的周围，或者将肋形成为相互间隔开，凹腔形成了两个测量腔13和14。
这样，形成于器具主体32的表面中的凹腔和凹槽部分大致是封闭的，其结果是这些凹腔和凹槽部分形成了上述样品供应腔12、构成了第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1和混合腔11c-1、构成了第二试剂溶解/混合装置11-2的第二试剂溶解腔11a-2和第二混合腔11c-2、测量腔13和14、溢流腔27、回收腔29，以及第一到第七回流抑制腔16，18，21，24，26，31a和31b。
第一到第七回流抑制腔16，18，21，24，26，31a和31b形成为用于避免样品产生不必要的运动。更具体地说，构成了用于形成回流抑制腔的凹腔的凹腔比与形成了样品供应腔12、构成了第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1和混合腔11c-1、构成了第二试剂溶解/混合装置11-2的第二试剂溶解腔11a-2和第二混合腔11c-2、测量腔13和14、溢流腔27或回收腔29的凹腔相通的连通通道更深。
另外，形成了通道17，19，22和25、第一到第三虹吸管11b，20和23的虹吸小管以及小管15和31c的凹槽部分形成为比形成了样品供应腔12、构成了第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1和混合腔11c-1、构成了第二试剂溶解/混合装置11-2的第二试剂溶解腔11a-2和第二混合腔11c-2、测量腔13和14、溢流腔27和处置腔28的凹腔更浅。构成这些通道、虹吸管和小管的凹槽部分的深度最好约为0.01到1.5毫米。
换句话说，形成了样品供应腔12、构成了第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1和混合腔11c-1、构成了第二试剂溶解/混合装置11-2的第二试剂溶解腔11a-2和第二混合腔11c-2、测量腔13和14、溢流腔27和处置腔28的凹腔比形成了通道、虹吸管等的凹槽部分更深；另外，形成了第一到第七回流抑制腔16，18，21，24，26，31a和31b的凹腔形成为比样品供应腔12、试剂溶解腔11a等更深。
如图6所示，盖板33形成有用于将样品提供到样品供应腔12中的供应端口33a，其位于在将盖板置于器具主体32的表面上时封闭了形成样品供应腔12的凹腔的部分处。
另外，测量腔13和14的窗口13a和14a设置于在将盖板33置于器具主体32的表面上时封闭了形成测量腔13和14的凹腔的部分处。
对于扁平的器具主体32和盖板33的材料而言，透明树脂如PMMA、聚苯乙烯和聚碳酸酯是适合的；从透光率的观点来看，PMMA最适合。器具主体32和盖板33通过超声波焊接、双面胶带、粘合剂、溶剂等而牢固地粘附在一起。从生产率和抑制液体泄漏的观点来看，超声波焊接是最适合用于将器具主体32和盖板33粘合在一起的手段。
接着将参考图7同时增加一些结构上的描述来介绍样品测量器具10的使用方式。在图7中，阴影区域是样品所流入的区域(如上所述的腔、虹吸管、小管等)。当要测量的样品为血浆时，通过处理装置(未示出)预先将血液分离成血浆和血细胞，用稀释剂来稀释该血浆并将其保持在分配器(由图5中的标号40表示)中。
首先如图5所示，通过设于盖板33上的供应端口34将样品(稀释过的血浆)从分配器40供应到样品供应腔12中。此时，样品只以相对较大的量来供应，不要求精确地测定。当如图7(a)所示地将样品分配到样品供应腔12中时，进行第一离心操作。
通过这一离心操作，样品供应腔12中的样品就经由小管15而流入到第一回流抑制腔16中，并经由通道17流入到第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1中，如图7(b)所示。不能够进入到试剂溶解腔11a-1中的样品部分、即样品供应腔12中的剩余样品从第一回流抑制腔16中经由小管30送到回收腔29中，以便进行回收。
在第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1中容纳有干燥的试剂。这一干燥试剂由涂覆在薄膜上并在其上干燥的试剂构成，薄膜预先放入到试剂溶解腔11a-1中。在本发明中，试剂自然不限于涂覆在薄膜上的干燥试剂；也可以采用各种类型的试剂，例如片状试剂、冻干的试剂或粉末状试剂。
当转子R旋转一次或预定的次数且样品从样品供应腔12流入到第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1中时，涂覆在薄膜上的干燥试剂便在样品中分解。从上述介绍中可以看到，试剂溶解腔11a-1在此时可用作用于保持分解在样品中的试剂的保持腔以及用于测量试样的量的测量装置。
结果，该样品测量器具10的成本更低且性能更优越。
在转子R静止时，带有分解在其中的干燥试剂的样品通过毛细作用填满了构成虹吸管11c-1的虹吸小管，这样样品便准备好了可流入到下一个腔即混合腔11b-1中。之后转子R旋转(第二次旋转)，这样，试剂溶解腔11a-1中的试剂和样品便通过虹吸现象而运动，同时如图7(c)所示地混合在一起并流入到混合腔11b-1中，在这里样品和试剂均匀地混合在一起，同时发生了进行测量的必需反应。
在转子R静止时，已经均匀地混合在一起且在混合腔11b-1中发生了针对测量的必需反应的试剂和样品通过毛细作用填满了构成第二虹吸管20的虹吸小管，这样，样品便准备好了可流入到第二试剂溶解/混合装置11-2的第二试剂溶解腔11a-2中。之后转子R旋转(第三次旋转)，这样，第二混合腔11c-2中的已与试剂发生了反应的样品便通过虹吸现象而运动，流入到第二试剂溶解腔11a-2中。
这样，样品顺序地从样品供应腔12中运动到第一试剂溶解/混合装置11-1中，然后进入到第二试剂溶解/混合装置11-2中，预定的试剂在各个试剂溶解/混合装置11-1和11-2中溶解到样品中；另外，溶解到样品中的试剂在各个混合腔11c-1和11c-2中均匀地混合。之后，如图7(e)所示，带有分解在其中的试剂的样品最终流入到两个测量腔13和14中，以便进行必要的吸收率测量等。
如果在试剂溶解/混合装置中只需要进行试剂的溶解，那么在适当时可以省略掉混合腔11c-1和11c-2。也就是说，当在各阶段中不必进行均匀的混合和反应时，例如在如果存储在一起便会变质的试剂是相互间分隔开以实现稳定的存放时，混合腔不是必要的。然而，无须说明也可以知道，如果在各阶段中需要有均匀的混合和反应，混合腔则是必要的。
在使用样品测量器具10的上述方式中，为了使样品能够顺利地从样品供应腔12中流到测量腔13中，可以在适当的位置处设置排气孔。这些排气孔不要求形成在特定的位置处；它们可通过经验性地确定试剂或带有分解在其中的试剂的样品的流动方式来形成在适当的位置处。
在该实施例的样品测量器具10中，排气孔在图1和3中以标号35示出。至于它们的形成位置，从上游侧开始，它们分别位于第一到第四回流抑制腔16，18，21和24处、第一试剂溶解/混合装置11-1的试剂溶解腔11a-1和混合腔11c-1处，以及第二试剂溶解/混合装置11-2的试剂溶解腔11a-2和混合腔11c-2处。
这样，在该实施例的样品测量器具10中，第一试剂溶解/混合装置11-1和第二试剂溶解/混合装置11-2设置成使其可相互间串联式相通，这样便可重复性地进行两种试剂的溶解和混合。
如上所述，在本发明的样品测量器具中，可以设置多个试剂溶解/混合装置以使其可相互间串联式相通，这样便可重复性地进行多种试剂的溶解和混合，因而可以应付将进行多种试剂反应的情况。
虽然在上述实施例的样品测量器具10中，在转子R静止时带有分解在其中的试剂的样品通过毛细作用填满了构成虹吸管11c-1(11c-2)的虹吸小管，并且在转子R静止时测量已经流入到两个测量腔13和14中的样品的吸收率等，然而本发明并不限于此操作。例如，也可以通过不完全地制动转子的旋转并降低其每分钟转数来产生虹吸现象；另外，可以在不制动转子的旋转下来进行测量。
通过不制动转子的旋转但降低其每分钟转数来产生虹吸现象，或者在不制动转子的旋转下来进行测量，就可以使各个回流抑制腔的效果更完美；在一些情况下，可以在不提供任何回流抑制腔的情况下来抑制回流的产生。
另外，虽然在上述示例中样品测量器具10用于测量流入到测量腔中的样品的吸收率，然而本发明并不限于吸收率的测量；它还可用于通过各种光学测量装置、包括反射光的测量来测量样品的特性，或者通过电化学测量装置来对测量腔内的样品进行测量，或者通过利用任何众所周知的测量装置来测量处于测量腔内的样品的特性。因此，设于本发明的样品测量器具中的测量腔应当按照这些多种测量装置来构造；例如，并不必总是使窗口是透明的，或者测量腔不必由不同深度的两个或多个腔构成。
之后，转子R旋转(第二次旋转)，这样，试剂溶解腔11a-1中的样品和试剂便通过虹吸现象而运动，同时混合在一起，并且流入到混合腔11c-1(11c-2)中，在这里样品和试剂均匀地混合在一起，并发生了进行测量的必需反应。同时，已流入到测量腔13和14中并进行了光度分析的样品坯料运动到该处置腔28中，从而清空了测量腔13和14。
(实施例3)图8显示了根据本发明的另一实施例的样品测量器具的主要部分。在图8中，与图3所示的样品测量器具10中的部件相同或等效的部件由相同的标号来表示，并且略去这些部件的详细介绍。
图8所示实施例中的样品测量器具100的结构与图3所示样品测量器具10的结构的不同之处在于，在从测量腔13和14到溢流腔27的流动通道中使用了小管102，其总长度通过使用横U形结构作为测量腔13和14与回流抑制腔29之间的连通装置而增加。
通常来说，当小管102的长度较小时，当在转子停止或转速降低的情况下进行测量时，液体可能会产生回流或干燥，使得气泡会进入到测量部分中；然而在该实施例中，通过用长度因横U形结构而增长的小管102来在测量腔13和14与回流抑制腔29之间建立连通，气泡就不容易进入到测量部分中，这使得能够进行精确的测量。
(实施例4)图9显示了根据本发明的另一实施例的样品测量器具的主要部分。在图9中，与图3所示的样品测量器具10中的部件相同或等效的部件由相同的标号来表示，并且略去这些部件的详细介绍。该样品测量器具101的结构与图3所示样品测量器具10的结构的不同之处在于，采用了另一种连通结构来使已在测量腔13和14中进行了测量的样品坯料运动到处置腔28中。如上所述，在图3所示的样品测量器具10中，测量腔13和14与处置腔29经由小管30而相互间连通。
顺便提及，在图3所示的样品测量器具10中，当样品坯料将要从样品供应腔12经由连通通道31运动到测量腔13和14中时，要施加约100G的较小离心力，相反，当要将测量腔13和14中的样品坯料转移到处置腔28中时，要施加约300G的较大离心力。
也就是说，样品坯料的运动由离心力的大小来控制。在这种情况下，当用于使样品坯料进入到测量腔13和14中的入口设置在远离离心中心的一侧上时，无须担心样品坯料会错误地进入到处置腔28中，因此可以保证操作的可靠性。应当注意的是，在这种结构的情况下，在处置腔28中未设置排气孔。
相反，在图9所示的该实施例的样品测量器具101中，从测量腔13和14到处置腔28的连通通道由第四虹吸管103形成。在这种情况下，在进行光度分析且转子R停止的期间，处于测量腔13和14中的样品坯料通过毛细作用填满了形成第四虹吸管103的虹吸小管，这样，样品坯料便准备好了可流入到处置腔28中。
当转子R继续旋转时，测量腔13和14中的样品坯料便流入到处置腔28中。也就是说，在这种情况下，可以使样品坯料与样品和已与试剂起反应的样品的运动同步地流入到处置腔中。应当注意的是，在图9所示实施例的样品测量器具101的情况下，优选在处置腔28中形成排气孔35。
虽然已经针对第一和第二试剂溶解/混合装置串联式相通的情况来介绍了第一到第四实施例，然而这不应解释为限制性的；根据上述原理，如果设置了三个或多个试剂溶解/混合装置以使其串联式相通的话，可以重复性地进行多种试剂的溶解和混合，从而可以应付多种试剂类型的反应的情况。
(实施例5)虽然在上述实施例9的样品测量器具中样品坯料的测量和已与试剂起反应的样品的测量是在同一测量腔中进行的，然而如图10示意性地所示，也可以设置多个测量腔13，14和36，使用其中至少一个测量腔36来作为专用于样品坯料测量的腔，这便导致了一个或多个试剂溶解/混合装置11通过旁通而与样品供应腔12相通，并使其它测量腔13和14经由一个或多个试剂溶解/混合装置与样品供应腔12相通。
(实施例6)该实施例与上述实施例1到5的不同之处在于，它采用了压力产生装置来使样品运动到流动通道中。
如上所述，在本发明的样品测量器具中，在样品供应腔、试剂溶解/混合装置和测量腔等之间建立了连通，使得样品经由试剂溶解/混合装置从样品供应腔到达最下游侧的测量腔中。通过利用源于构成了压力产生装置的泵装置的抽吸或加压，样品便从上游侧的试剂供应腔中经由预定的流动通道而运动到下游侧的测量腔中。
在下文中将参考图11到16来详细地介绍这一实施例。
图11显示了器具主体50，其中从上游侧开始串联地设置了试剂供应腔51、第一试剂溶解/混合装置53a、第二试剂溶解/混合装置53b和测量腔54a，并且通过流动通道56在这些部件之间建立了连通。在该示例中，在下游侧设置了抽吸泵55，该泵55与流动通道56的测量腔54a下游侧的端部相连，流动通道56中的试剂通过该泵55的抽吸而从试剂供应腔51朝向测量腔54a运动。另外，在试剂供应腔51和第一试剂溶解/混合装置53a之间、第一试剂溶解/混合装置53a和第二试剂溶解/混合装置53b之间、第二试剂溶解/混合装置53b和测量腔54a之间以及在测量腔54a和泵55等之间设置了液流控制装置57。这些液流控制装置57取代上述实施例中的虹吸管来执行液流控制。
另一方面，形成有从试剂供应腔51的下游处岔出来的旁通通道59，其与第二测量腔54b相通，并从第二测量腔54b处到达泵55中。该旁通通道59主要用于试样坯料的测量。
(实施例7)图12显示了这一形式的另一实施例，其中在测量腔54的下游设置了处置腔58。另外，形成了两个旁通通道。一个旁通通道59a允许试剂供应腔51不经过第一试剂溶解/混合装置53a和第二试剂溶解/混合装置53b便与测量腔54相通。另一个即第二旁通通道59b使测量腔54不经过处置腔58便与泵55相通。
虽然在上述实施例6和7中泵55设置在流动通道56的最下游端处，然而也可以将泵55b设置在流动通道56的最上游端处，如图11和12中的虚线所示。在这种情况下，上游侧的泵55b用作增压泵，其可对通道56的内部增压以使样品运动。另外，可以与下游泵55a一起设置泵55b，或者仅设置泵55b而不提供下游泵55a。
另外，虽然在上述实施例6和7中泵55a，55b设置在样品测量器具中，然而也可以不在样品测量器具上设置这种泵，而是在流动通道56的端部处连接外部泵(未示出)。在这种情况下，当在测量器具的下游侧安装泵时，可在流动通道的下端连接抽吸泵。另一方面，当泵装置安装在测量器具的上游侧时，可在流动通道的上端连接增压泵。
在下文中将详细地介绍实施例6和7所示的液流控制装置和泵装置。
液流控制装置57具有如图13所示的结构，其中，在流通通道56上的处于带有试剂68的试剂溶解/混合装置53a的附近的部分中，设置了能够打开和关闭流通通道56的阀体60。该阀体60由可变形的材料如橡胶或合成树脂形成，并且在与液体流动方向正交的方向上具有流动通道截止表面，其具有与流动通道60的截面结构大致相符的结构和大小，例如为圆形。该阀体60具有可插入到通孔61中的下端部分60b，从而可关闭通孔61，该通孔61形成在构成了流动通道60的管的一部分外周上。通过设于其上端和下端处的法兰式挡块62a和62b便可调节阀体60的运动范围，其中下端处的挡块62b比通孔61更大，因此阀体便不会与构成了流动通道60的管脱开。另外，该阀体60可被弹簧63恒定地推动以打开，该弹簧63设置在流动通道56的外周与设于阀体60的上端和下端处的挡块62a和62b之间。
弹簧63可以是任何类型的弹簧，只要它可在沿打开方向推动阀体60时能够保持住阀体60。
另一方面，在外侧上设有加压件65，其用于对阀体60的上端60a加压，以使阀体60克服弹簧63的推动力而压下阀体60，从而保持其关闭。
在上述液流控制装置57中，可通过加压件65的加压/非加压来改变阀体60的位置，从而打开和关闭流动通道56。另外，阀体60设有用于排放空气的排气孔，因而使流动通道56中的液体流动更平稳。
另外，如图13所示，作为检测液流69的装置，在流动通道56的外周上安装了光学传感器67。光学传感器67装有光接收部分66，其安装在流动通道56的另一侧。光接收部分66接收由光学传感器67发出并穿过流动通道56的光，因而可检测到任何流经流动通道56的样品的存在。由于光可穿过流动通道56以检测液体的透射率变化，因此对于检测少量样品流动的微小变化是有利的。
在这里可采用的其它传感器的例子包括可在通过使用电极而与液体接触时检测导电率变化的传感器、可通过发出超声波来检测液体的存在的传感器，以及可检测液体存在/不存在时静电电容的变化的传感器。
接着将介绍泵55a，55b的结构。泵55为设置在测量器具上的那种类型；图14到16显示了泵结构的不同例子。
图14所示的泵70设有处于管状流动通道56的外周上的带孔部分71，以及粘合在带孔部分71上以覆盖住该部分的可变形的薄膜72。可通过设置在外部的加压件73来从朝向流动通道56的内部外部而对该薄膜72加压。当薄膜72产生变形以如虚线所示地朝向流动通道56的内部弯曲时，流动通道56内的压力增加。另外，当先加压薄膜72然后释放压力以使薄膜72恢复到原始状态时，流动通道56中的压力下降，这意味着该泵70也可用作抽吸泵。
图15所示的泵80设有处于管状流动通道56的外周上的带孔部分81，以及粘合在带孔部分81上以覆盖住该部分的板状凸起件82。该凸起件82为弹性件；当由设置在外部的加压件83来对其加压并使其向内变形以变成如虚线所示的扁平形状时，流动通道56内的压力增加。相反，当先加压凸起件82并保持扁平状态且之后释放压力时，凸起件82便恢复到如实线所示的原始状态且与带孔部分81分开，因此流动通道56中的压力下降。
图16所示的泵90具有与图15所示的类似的结构和效果；当由设置在外部的加压件93来对其加压时，流动通道56内的压力增加。相反，当先加压凸起件92并保持扁平状态且之后释放压力时，凸起件92便恢复到原始状态且与带孔部分91分开，因此流动通道56中的压力下降。在这种泵90中，在凸起件92的内部顶端处设有止回阀94。当由加压件93对凸起件92施压并使其变形为扁平形状时，止回阀94插入到流动通道56中，使得可关闭流动通道56。由于这种设置，除了可增大和降低流动通道56中的压力之外，还可以任意次数地重复该加压操作，即使在流动通道56中存在有构成了样品的液体时也是如此。
如图所示，可以根据需要在流动通道56中安装上述泵装置；然而，当样品测量器具仅由用于溶解/混合试剂的流动通道56来形成时，并不总是需要设置如上所述的阀体60。在这些情况下，可仅由上述检测装置即用于检测液流存在的传感器来控制液体流动。也就是说，当不需要使液体流经旁通通道且仅设置了一条流动路径时，通过检测装置检测液体流动的位置以及泵压力的调节来控制液体流动的必要时间等，从而实现预期的结果。
虽然在样品测量器具中设置了上述泵，然而泵也可以安装在样品测量器具之外并与流动通道56的端部相连。例如，可以采用注射器(注射气缸)来将注射泵连接到流动通道56的处于样品测量器具50的最下端处的开口上。
在如上构造的样品测量器具50中，可以通过泵55或55b的加压或抽吸力来使供应到样品供应腔51中的样品如血浆连续地向下游运动，样品的流动由液流控制装置57来控制到适宜的状态。例如，应当抑制液体的回流，并控制液体的速度、流动时间等。样品从样品供应腔51流入到第一样品溶解/混合装置53a中并在其中溶解，并且样品还流入到第二样品溶解/混合装置53b中，使得各试剂分解在样品中并与之混合。最终，带有分解在其中的试剂的样品流入到测量腔54(54a，54b)中，以进行吸收率等的必要测量。
应当注意的是，在图12所示的例子中，可以一定的时滞来测量同一测量腔中的样品坯料和带有分解在其中的试剂的样品。提供了处置腔58，因此经过了样品坯料测量的样品可以流入到其中。
在实施例6和7中的样品测量器具中，样品可通过压力而在器具主体的流动通道中运动，不需要使用任何离心力。因此，可以不使用任何离心力发生装置来进行样品测量。
工业应用性本发明的样品测量器具可用于液体如血液的成分分析。该样品测量器具易于操作，允许样品和试剂在光度分析之前可靠地混合和搅拌，从而提高了光度分析的精确度和可靠性。
权利要求
1.一种样品测量器具，包括一个或多个试剂溶解/混合装置；样品供应腔，其与所述试剂溶解/混合装置相通以使样品流入到所述试剂溶解/混合装置中；以及至少一个与所述试剂溶解/混合装置相通的测量腔，其特征在于，所述样品供应腔、试剂溶解/混合装置和测量腔在从样品因样品运动装置的作用而运动的流动通道的上游侧到下游侧上设置，所述样品供应腔设置在所述试剂溶解/混合装置的上游侧，而所述测量腔设置在所述试剂溶解/混合装置的下游侧。
2.根据权利要求1所述的样品测量器具，其特征在于，所述样品运动装置为离心机，在使用中，所述样品测量器具安装在所述离心机中，使得所述样品供应腔、试剂溶解/混合装置和测量腔沿着离心方向上的转子的径向连续地设置，并且所述样品供应腔位于所述离心机转子的径向上的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的样品测量器具，其特征在于，所述多个试剂溶解/混合装置通过虹吸管而相互间连通。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，所述试剂溶解/混合装置包括容纳了将与样品起反应的试剂的试剂溶解腔以及通过虹吸管与所述试剂溶解腔相通的混合腔。
5.根据权利要求1所述的样品测量器具，其特征在于，所述样品运动装置为压力产生装置。
6.根据权利要求5所述的样品测量器具，其特征在于，设置了装有阀体和样品检测装置的液流控制装置。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，其中形成了旁通通道，其绕过了设置在所述样品供应腔和测量腔之间的下述部件中的至少一个所述试剂溶解腔、所述混合腔以及包括了所述试剂溶解腔和混合腔在内的所述试剂溶解/混合装置。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，在对所述样品测量器具施加会使样品从所述样品供应腔流向所述测量腔的作用力时，在流入到所述测量腔中的样品中产生了时滞，使得与允许样品从所述样品供应腔经由所述试剂溶解/混合装置而流到所述测量腔中的流动通道相比，允许样品经由所述旁通通道而流到所述测量腔中的流动通道导致了样品会在从所述样品供应腔经由所述试剂溶解/混合装置而流到所述测量腔中之前经由所述旁通通道而流入到所述测量腔中。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，所述流动通道装有至少一个回流抑制装置。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，设置了至少两个测量腔，其中一个测量腔是与所述旁通通道相通并专用于样品坯料测量的测量腔，而另一测量腔是通过一个或多个所述试剂溶解/混合装置而与所述样品供应腔相通的测量腔。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，设置了至少两个测量腔，其中一个测量腔是具有较大单元长度的测量腔，而另一测量腔是具有较小单元长度的测量腔。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，可通过光学测量装置或电化学测量装置来测量流入到所述测量腔中的反应样品的特性。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，至少在所述试剂溶解/混合装置中设有排气孔。
14.根据权利要求1到13中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，所述器具还包括与所述测量腔相通的溢流腔，所述溢流腔位于附近腔的下游侧和所述测量腔的上游侧。
15.根据权利要求1到14中任一项所述的样品测量器具，其特征在于，所述器具还包括与所述测量腔相通的处置腔，所述处置腔位于所述测量腔的下游侧。
全文摘要
一种样品测量器具，其能够允许不仅一种而且可以是多于一种样品与试剂起反应，并通过使样品和试剂在光度分析前有效地混合和搅拌来增强光度分析的可靠性。该器具包括试剂溶解/混合装置、位于其上游侧并在样品能够流入到试剂溶解/混合装置时与之相通的样品供应腔，以及至少一个位于其下游侧并与之相通的测量腔，其中，样品供应腔、试剂溶解/混合装置和测量腔在流动路径的上游侧到下游侧上设置，并且因样品运动装置而位于样品流的上游侧。当采用离心机作为样品运动装置且样品测量器具安装成其假想轴线保持在离心机转子的径向上时，样品供应腔设置在离心机转子的径向上的内侧。
文档编号B01L3/00GK1618020SQ02827958
公开日2005年5月18日 申请日期2002年12月16日 优先权日2001年12月14日
发明者小池益史, 水谷智 申请人:爱科来株式会社