专利名称：具有可拆腔体的生物细胞清洗离心机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有清洗装置的离心机，可用于通过清洗液来离心地清洗生物细胞如红血球。
倾析磁体(decant magnet)111固定地设置成与驱动轴105同轴，用于在对倾析磁体111施加电流时临时地吸引试管支架121，因此可如图8所示地使试管7保持大致的垂直方位。
碗形件112与倾析磁体111同轴地设置。碗形件112具有抬高的端部，当试管支架121朝向水平方向枢轴转动时，试管支架121的各自由端靠在此抬高的端部上。
在转子106之上设有分配器130，用于将清洗液如生理盐水分配到各个试管7中。分配器130可与转子106一同旋转。分配器130上开有喷嘴110，其通过管109与清洗液供应源流体相通。
在操作中，电动机的旋转起动，进入到如图9所示的加速模式M1。顺便提及，在图9中，水平轴线表示一个操作循环，而垂直轴线表示转数。在电动机促动时，试管支架121朝向水平方向枢轴转动，直到各自由端靠在碗形件112的抬高端部上。在这种情况下，各试管7与转子106的旋转轴线倾斜成一个角度，例如为38度。
在加速模式M1的过程中，通过喷嘴110将生理盐水注入到分配器130中，使得生理盐水在由方块部分T1所表示的计时周期中均匀地分配到各试管7中。在这种情况下，血液H与生理盐水搅拌在一起，因而被清洗。
然后，电动机进入到用于离心分离的恒速模式M2。例如，电动机以3000转/分的转速旋转35秒。在离心分离中，血液H沉积在各试管7的底部，而血清和其它不需要的材料保留在上清液中。
在恒速模式M2的最后阶段和紧邻于减速模式M3之前，生理盐水在由方块部分T2所表示的计时周期中再次分配到各试管7中，以便提高对生物细胞的清洗。顺便提及，分配计时可通过可调节的开关(未示出)来调节。
在减速模式M3之后，电动机的旋转临时停止，对倾析磁体111施加电流以磁性地吸引各试管支架121。结果，各试管7被引导成基本上垂直的方向，或相对于转子106的旋转轴线为-8度。
在保持这个磁性吸引的状态时，电动机再次被促动，并在低速模式M4中以相对较低的速度如400转/分旋转。在这种情况下，上清液S沿各试管壁43升高，并从各试管7的各上开口端向外排出。因此，在试管7中只保留了沉淀的血液H。包括加速模式M1、恒速模式M2、减速模式M3和低速模式M4的循环重复进行三次。
清洗液和从试管7中排出的上清液被收集到如
图10所示的腔体118中，腔体与主壳形成一体并位于碗形件112的下方。然后，液体通过形成于腔体118的底部和外周部分处的排放口118a而排出到离心机的主壳(未示出)之外。
然而，腔体118中的溢出液体由于在离心分离过程中产生于腔体118中的气流而被引向主壳的中心，如图10中的箭头所示。也就是说，由于转子106的旋转，腔体118中的气流被径向向外地推动。然而，到达腔体118的壁的空气沿腔体118的壁流动，然后被引向主壳的中心部分。因此，粘附在腔体118的壁上的液体被引向中心部分，这就降低了液体的排出效率。
因此，腔体118中的全部液体无法通过排放口118a排出，而是有一部分液体残留在腔体118中。由于此残留的液体，在腔体中可能存在着各种细菌的繁殖，而且细菌可能粘附在腔体壁上，降低了液体的可流动性。这进一步促进了各种细菌的生长。
如果下一次离心分离是用于对新的生物细胞进行操作，同时在腔体118中残留有先前的液体，那么残留液体可能在离心分离的过程中转变成薄雾，其可能进入到驱动电动机和主壳的内部。结果，可能会产生锈迹和腐蚀，从而降低离心机的使用寿命。而且，各种细菌的生长会产生臭味，或者可与已清洗过的生物细胞样品混合，从而降低了试验的可靠性。
为了避免上述缺点。腔体118本身必须是经过清洗的。然而，腔体118通常与主壳形成一体以便维持较高的刚性和较高的强度，用于实现在旋转件如转子106破碎时防止碎片飞出主壳之外以及防止腔体118中任何液体和薄雾进入到驱动部分如驱动电动机的轴承部分中的目的。因此，无法容易地进行腔体118自身的清洗。另外，如果在主壳固定在其静止位置处时对腔体进行清洗，那么清洗水可能会进入到驱动电动机中，从而损坏驱动电动机。如果试管的碎片残留在腔体中，那么可能会伤害操作者的手指，操作者可能会被感染。
本发明的这个目的和其它目的可通过一种用于采用清洗液来清洗生物细胞的生物细胞清洗离心机来实现，此离心机包括主壳、驱动机构、转子、多个试管支架、清洗液分配器、清洗液供给机构、状态保持单元、内腔体和外腔体。驱动机构支撑在主壳中并形成了旋转轴。转子可拆卸地连接在驱动机构上，并可通过驱动机构绕旋转轴被可旋转地驱动。多个试管支架可枢轴转动地支撑于转子上。由试管支架所夹持的试管可在对其施加离心力时朝向水平方向枢轴转动。清洗液分配器设置于转子的上方，并可与转子一起旋转以将清洗液均匀地分配给由试管支架所夹持的各个试管。清洗液分配器可从转子上拆下。在主壳中设有清洗液供给机构，用于为清洗液分配器提供清洗液。状态保持单元设置在驱动机构的附近，用于保持试管支架的预定方位，以使上清液在转子的旋转过程中从试管中排出。内腔体设置在试管支架的下方，用于临时性地接收由试管排出的上清液。内腔体可从主壳上拆下。外腔体设置在内腔体的下方并围绕着内腔体。
图8是显示了在传统离心机中液体排出试管的状态的说明性视图；图9是显示了在传统装置中每次清洗循环中转子的转速变化的示意图；和图10是显示了传统离心机的腔体的示意性平面图。
如图1所示，生物细胞清洗离心机1包括主壳或机壳2，以及用于覆盖主壳2的开口(开口端)的上盖3。主壳2具有其中形成了开口的水平上壁部分2A。上盖3在枢轴3A处可枢轴转动地支撑在主壳2上。
在主壳2中安装了驱动机构，其包括具有驱动轴5的驱动电动机4。驱动电动机4在通过驱动电路(未示出)施加驱动电压时被驱动。生物细胞清洗转子6可拆卸地连接在驱动轴5上，并位于主壳2的上开口端附近，因此生物细胞清洗转子6可与驱动轴5一同旋转。
生物细胞清洗转子6包括主转子20以及与主转子20同轴且可拆卸地设置于主转子20上方的清洗液分配器30。主转子20设有多个试管支架21，其用于夹持各个试管7，在各试管7中积聚了适量的生物细胞如红血球。多个试管支架21是由SUS430制成的磁性吸引件。试管支架21允许试管7在主转子20旋转时根据离心力而朝水平方向定位。
主转子20具有盘形部分22以及可与驱动轴5可拆卸地接合的中心套筒23。盘形部分22形成有以恒定角度间隔设置的径向延伸槽22a。另外，在盘形部分22的外周端部处设有多个矩形孔22b。各试管支架21可枢轴转动地支撑在各矩形孔22b上，使得各试管支架21可绕各矩形孔22b枢轴转动。主转子20还包括凸缘部分24，在此处设有接合销(未示出)，用于与从驱动轴5中突出的销相接合。销之间的接合将驱动轴5的旋转运动传送给转子体20。
在主壳2的外部和侧壁上设有泵(未示出)。泵与清洗液槽(未示出)相连。软管9与泵相连，用于将清洗液引向清洗液分配器30。在上盖3中设有与软管9相连的喷嘴10。喷嘴10被引向清洗液分配器30的旋转中心部分。清洗液分配器30可与主转子20一同旋转，并适于将喷嘴10所提供的清洗液均等地分配到由试管支架21所夹持的各试管7中，以便在主转子20的旋转过程中清洗各试管7中的生物细胞。
清洗液分配器30以同心的方式设置在主转子20之上。清洗液分配器30通过突出部32与径向槽22a的接合而与主转子20可拆卸地接合。另外，中央套筒31向下延伸，以与主转子20的套筒23可拆卸地接合。因此，主转子20的旋转被传送给分配器30。分配器30形成为具有中心孔30a，清洗液从喷嘴10通过此中心孔30a提供。分配器30形成为具有多个径向延伸的液道30b，用于将清洗液供应到各个试管7中。
主转子20包括试管支架吸引件11(倾析磁体)，其由电磁体制成。试管支架吸引件11可选择性地吸引试管支架21，以便在生物细胞清洗转子6在低速下旋转以将上清液离心式地从试管7径向向外排出的期间使试管7保持近似垂直的方位。
排放盖8设置成可覆盖转子6的上部区域。另外，碗形件12设置于紧邻试管支架21的下方，用于在转子6的旋转期间调节试管7的倾角。也就是说，试管7的各个底部靠在碗形件12的垂直壁上，形成了试管7的最大倾角。碗形件12设置成可从固定在驱动轴5上的支架13上拆下。在支架13的外周表面处设有填料14，用于在支架13和碗形件12之间的边界处形成密封设置。
在碗形件12的下方设有内腔体15，用于在其中临时性地聚积从试管7中排出的上清液。内腔体15具有底壁部分15A，其形成了液体积聚部分15B并形成有中心孔15a，驱动机构的一部分通过此中心孔15a延伸。在液体积聚部分15B的径向外端部设有排放孔15b。底壁部分15A与水平面倾斜成2度，因此排放孔15b处于最低的位置上。在排放孔15b上设有多孔过滤器16，其用于防止试管的破碎玻璃部分通过排放孔15b排出。
肋17从底壁部分15A中向上突起，并沿图4中箭头所示的对角线方向朝向排放孔15b延伸。也就是说，肋17的上游端在转子体20的旋转方向上处于排放孔15b的上游。肋17具有位于排放孔15b的下游侧的下游端。肋17可防止上清液径向向内流动，但可允许液体朝向排放孔15b流动到其中。
内腔体15还设有上方的平坦部分15C和15D，这些部分安装在主壳2的上方水平壁部分2A上。因此，通过使内腔体15从上方水平壁部分15C和15D悬垂下来，可以容易地将内腔体15安放在主壳2上，并能容易地从上方水平壁部分2A中拆下。
外腔体18设于紧邻于内腔体15的下方，并形成有与内腔体15的排放孔15b对齐的排放孔18b。外腔体18设有中心孔18b，其可与设于驱动轴5周围的覆盖件19可拆卸地接合。外腔体18整体地设置在主壳2的上方水平壁部分2A上。
在操作中，试管7由试管支架21保持在几乎垂直的状态。在各试管7中积聚了所需量的生物细胞如红血球。通过旋转驱动电动机4，试管7逐渐朝水平方向定位。在这种情况下，当泵被促动以将清洗液引向喷嘴10时，清洗液从喷嘴10中喷出，并通过清洗液入口孔30a喷到清洗液分配器30中。清洗液流经液道30b并均匀地分配到各试管7中。在试管7中积聚了预定量的清洗液之后，泵停止操作，从而结束注入清洗液的过程。
之后，转子6继续旋转，直到飘浮的生物细胞聚集在试管7的底部。然后，转子6停止转动，使试管支架21恢复其垂直方位。在这种情况下，由于试管支架吸引件11的磁性吸引力，试管支架21被吸引到试管支架吸引件11上。在这种状态下，试管7基本上被引导到垂直方向，或试管7被引导成使其开口端稍稍径向向外倾斜，如图8所示。
然后，驱动电动机4低速旋转，同时保持吸引件11的电磁力，使得试管7沿圆形轨迹运动，同时保持它们的基本垂直的方位。因此，积聚在各试管7中的上清液因离心力的施加而从试管7中排出，同时沉积在试管7底部的生物细胞保留在试管7中。重复进行这种清洗过程，以从生物细胞中去除异物如抗体。
在清洗过程中，上清液进入内腔体15并积聚在积聚部分15B中，然后通过排放孔15b朝外腔体18排放。在这种情况下，由于肋17设置在底壁部分15A中并且排放孔15b处于内腔体15中的最低垂直水平位置，因此可促进液体通过排放孔15b的排放。在这种情况下，可在外腔体18的上侧提供上方的敞开空间。因此，如果需要的话也可以容易地清洗外腔体18。
如果需要对内腔体15进行清洗，可从主转子20中拆下分配器30。然后，从驱动轴5上拆下主转子20。然后，从支架13上拆下碗形件12。因此，在内腔体15的上方空间中提供了敞开空间。然后，操作者握住水平壁部分15C和15D，使内腔体15向上移动而离开主壳2的上方水平壁部分2A。这样就可以只清洗内腔体15。
下面将参考图5和6来介绍根据本发明第二实施例的生物细胞清洗离心机51。在第二实施例中，内腔体65在底壁部分65处具有向上凸起的部分67而不是第一实施例中的肋17，用于有效地引导液体朝排放孔65b进入到液体积聚部分65B中。另外，在内腔体65的上部设有平坦的扩大部分65D。另外，垂直肋65E从平坦的扩大部分65D的整个外轮廓上突起，从而可将液体临时性地保持在平坦的扩大部分65D上。
平坦的扩大部分65D安装在主壳2的上方垂直壁部分2A上。平坦的扩大部分在枢轴部分3A的一侧具有比主壳2的外轮廓更大的外轮廓。也就是说，平坦的扩大部分65D在枢轴部分3A的一侧突出到主壳2之外。此扩大部分65D可防止在上盖3打开时粘附在排放盖8上的液体下落到主壳2的外表面及周边区域上。由于设置了垂直肋65E，因此下落到扩大部分65D上的液体可保持在其上。顺便提及，标号65a表示与第一实施例的中心孔15a相对应的中心孔。
虽然上面参考特定实施例对本发明进行了详细的介绍，然而对于本领域的技术人员来说很明显，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可进行多种变化和修改。例如，在第一实施例中，可形成凹槽而不是肋17来将液体引向排放孔15b。
权利要求
1.一种用于采用清洗液来清洗生物细胞的生物细胞清洗离心机，所述离心机包括主壳；支撑于所述主壳内并形成了旋转轴的驱动机构；与所述驱动机构可拆卸地相连并可被所述驱动机构绕所述旋转轴可旋转地驱动的转子；多个试管支架，其可枢轴转动地支撑于所述转子上，由所述试管支架夹持的试管在被施加了离心力时可朝向水平方向枢轴转动；设置在所述转子的上方并可与所述转子一起旋转的清洗液分配器，用于将清洗液均匀地分配到由所述试管支架夹持的各个试管中，所述清洗液分配器可从所述转子上拆下；设于所述主壳中的清洗液供给机构，用于为所述清洗液分配器提供清洗液；设于所述驱动机构附近的状态保持单元，用于保持所述试管支架的预定方位，以使上清液在所述转子的旋转过程中从所述试管中排出；设置在所述试管支架下方的内腔体，用于临时性地接收由所述试管排出的所述上清液，所述内腔体可从所述主壳上拆下；和设置在所述内腔体的下方并围绕着所述内腔体的外腔体。
2.根据权利要求1所述的生物细胞清洗离心机，其特征在于，所述主壳具有上方水平壁部分，所述内腔体形成有中心孔，所述驱动机构的一部分通过所述中心孔延伸出，所述内腔体具有上方平坦壁部分，其可拆卸地安装在所述主壳的上方水平壁部分上。
3.根据权利要求1所述的生物细胞清洗离心机，其特征在于，所述内腔体具有底壁部分，其中形成了用于将所述上清液从中排出的排放孔，所述底壁是倾斜的，使得所述排放孔位于所述内腔体的最低位置处。
4.根据权利要求3所述的生物细胞清洗离心机，其特征在于，所述离心机还包括设于所述排放孔处的过滤器。
5.根据权利要求1所述的生物细胞清洗离心机，其特征在于，所述内腔体具有形成了上清液积聚空间的底壁部分，所述底壁部分形成有朝向所述排放孔延伸的肋，所述肋具有在所述转子的旋转方向上处于所述排放孔上游的上游端，以及位于所述排放孔的下游端处的下游端。
6.根据权利要求1所述的生物细胞清洗离心机，其特征在于，所述内腔体具有形成了上清液积聚空间的底壁部分，所述底壁部分形成有朝向所述排放孔延伸的槽，所述槽具有在所述转子的旋转方向上处于所述排放孔上游的上游端，以及位于所述排放孔的下游端处的下游端。
7.根据权利要求1所述的生物细胞清洗离心机，其特征在于，所述内腔体具有形成了上清液积聚空间的底壁部分，所述底壁部分具有相邻于所述排放孔的向上凸起的区域。
8.根据权利要求1所述的生物细胞清洗离心机，其特征在于，所述内腔体具有上方平坦壁部分，其具有水平延伸部分，所述离心机还包括在枢轴部分处可枢轴转动地支撑于所述主壳的一侧上并用于覆盖所述主壳的开口端的上盖，所述水平延伸部分突出到所述主壳的一侧之外并覆盖所述枢轴部分。
9.根据权利要求8所述的生物细胞清洗离心机，其特征在于，所述上方平坦壁部分具有外轮廓，所述上方平坦壁部分包括从所述外轮廓中向上突起的连续肋。
全文摘要
一种具有可拆卸的内腔体的生物细胞清洗离心机。离心机包括可从驱动机构上拆下的转子。试管支架可枢轴转动地支撑于转子上以夹持试管。在转子上可拆卸地设置了清洗液分配器，用于为各个试管提供清洗液。在试管支架下方设置了可从驱动机构上拆下的碗形件。内腔体设置在碗形件的下方，用于接收在转子旋转期间从试管中排出的上清液。内腔体可拆卸地安装在主壳上。在拆下了分配器、转子和碗形件后可将内腔体拆下。
文档编号B04B15/06GK1459337SQ0310746
公开日2003年12月3日 申请日期2003年3月17日 优先权日2002年5月17日
发明者村山和彦, 山田健二, 白石大治郎 申请人:日立工机株式会社