专利名称：测试片支架及用于去除其上多余分析物的装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种使用测试片的液体分析物的分析。更具体地说，本发明涉及一种可去除多余分析物的测试片支架。本发明还涉及一种与这种测试片支架组装在一起的多余分析物去除装置。
在尿液分析中，通常使用条状的测试片，每个测试片上带有一系列化学垫。为了分析，测试片浸入尿液分析物中，尿液与化学垫发生反应，以分别确定尿液分析物中包含的比如葡萄糖、蛋白质、隐血或酮体的浓度或者分析物的PH值。
通常，一种已知的利用这种分析过程的自动或半自动尿液测试装置包括一个用于放置测试片(先前已经浸入尿液中)的测试片支架，以及一个传送机构，用于把测试片支架和测试片一起移动到测量位置，在该测量位置，由光传感器顺序检测化学垫，以确定化学垫上显色反应的程度。当测试片放置在测试片支架上时，由于下述原因，有必要去除多余的尿液分析物。
首先，基于分析的项目，在相关的化学垫上反应的速度受到化学垫上沉积或吸收的尿液数量的影响。尤其是，因为多余尿液的水含量阻塞了显色反应所必需的氧气的提供，所以多余尿液的数量大大影响了尿液葡萄糖浓度的确定。
第二，由于测试片带有多个化学垫，来自每个化学垫的化学物质或物质可能溶解在多余尿液中，由此污染了同一测试片上的其它化学垫，从而导致测量不准确。
第三，当顺序分析具有同一测试片支架的多个测试片时，替换一个测试片后，保留在测试片支架上的多余尿液可能污染下一个浸有不同尿液分析物的测试片。这也可能导致测量不准确。
由于这些原因，现有技术的自动或半自动尿液测试装置安装有多余分析物去除装置。图9中示出了这种装置的一个典型实例。
如图9中所示，由标号a表示的现有技术的多余分析物去除装置包括一个测试片支架b，其被设计成具有泵吸式功能。更具体地说，测试片支架b具有一个顶表面，该顶表面上设置有一个细长的固定槽c，该固定槽c由形状相应于其接收的测试片S的底壁c1和一对凸脊c2限定，每个凸脊c2从该底壁c1的各个长度边缘隆起。每个凸脊c2用于把测试片S导入固定槽c中，同时防止测试片S的侧向偏移。多个小孔d穿透该固定槽c的底壁c1，每个小孔d与柔性管e相连，该柔性管e依次与抽吸泵相连(未示出)。
在操作时，只要先前已经被浸入尿液分析物中的测试片S放置在固定槽c中，抽吸泵通过柔性管e和各个小孔d向该固定槽施加抽吸力。于是，多余的尿液分析物在正向抽吸作用下立即被去除。
但是，上述的现有技术的多余分析物去除装置需要用于多余分析物去除的抽吸泵和与此相关的诸如柔性管e之类的附件，增加了成本。此外，抽吸泵和柔性管e必须定期清洗，这样，保养这些元件相当的不容易。
因此，本发明的一个目的是提供一种测试片支架，其可以去除多余的分析物，而不需要抽吸泵和相关的附件。
本发明的另一个目的是提供一种安装有这种测试片支架的多余分析物去除装置。
根据本发明的第一方面，所提供的测试片支架包括一个细长顶表面和一对位于该顶表面下面的侧表面，该顶表面上设置有一个由细长底壁和一对凸脊限定的测试片固定槽，每个凸脊从该底壁的各个纵向边缘隆起，其特征在于，每个凸脊形成有多个上部毛细管槽，该毛细管槽竖直延伸，开口于测试片固定槽，该底壁形成有多个毛细管孔，该毛细管孔与上部毛细管槽相对应或相连通，该毛细管孔向各个侧表面开口。
下面将在最佳实施例的基础上具体描述上述结构的测试片支架的操作原理和技术优点。
最好，每个侧表面可形成有多个与上部毛细管槽和毛细管孔相对应和相连通的下部毛细管槽。在这种情况下，上部毛细管槽、毛细管孔和下部毛细管槽可分别以恒定的间距设置成一排。此外，上部毛细管槽、毛细管孔和下部毛细管槽的宽度可相等。
最好，上部毛细管槽、毛细管孔和下部毛细管槽的宽度可为0.4-1.0毫米，尤其是0.6-0.8毫米。此外，每个上部毛细管槽的深度可大于其宽度。相类似，每个下部毛细管槽的深度可大于其宽度。
最好，每个上部毛细管槽可水平穿过各个凸脊之一。
最好，每个侧表面可成形为向下逐渐尖细。
根据本发明的第二方面，所提供的测试片支架包括一个细长顶表面，以及一对位于顶表面下面的侧表面，该顶表面上设置有一个测试片固定槽，该固定槽由一个细长底壁和一对凸脊限定，每个凸脊从底壁的各个纵向边缘隆起，其特征在于，该底壁上形成有多个与测试片固定槽相连通的毛细管孔，每个侧表面上形成有多个与毛细管孔相对应或相连通的下部毛细管槽。
根据本发明的第三方面，所提供的多余分析物去除装置包括如上所述的测试片支架，以及一个用于收容测试片支架的收容器，测试片固定槽向上露出。
最好，该收容器可具有一个底部排出口，用于有效地排出收集在该收容器底部的多余分析物。
在一个最佳实施例中，当测试片支架的每个侧表面向下逐渐尖细时，该收容器也向下逐渐尖细。
本发明的其它目的、特征和优点在下面结合附图对最佳实施例的描述中将变得更加清楚。
图1是本发明具体的多余分析物去除装置的分解状态的透视图；图2是同样的多余分析物去除装置的分解侧视图；图3是示出同样的多余分析物去除装置的平面图；图4是示出同样的多余分析物去除装置的放大平面图；图5是沿图4中线V-V的平面图；图6是沿图4中线VI-VI的平面图；图7是示出安装有多余分析物去除装置的一个测试装置的侧视图；图8是示出本发明的多余分析物去除装置和现有技术的多余分析物去除装置之间多余分析物去除能力比较的曲线图；图9是现有技术的抽吸型多余分析物去除装置的剖面图。
下面将参照附图具体描述本发明的最佳实施例。
参照附图，本发明一个具体的多余分析物去除装置通常由标号1表示(见图1和图2)。该多余分析物去除装置包括一个测试片支架2和一个收容测试片支架2的收容器3。
如图1和2所示，该测试片支架2是一个具有顶表面的成型板，该顶表面上设置有一个固定槽20。该测试片支架2可通过模制比如ABS树脂制成。该测试片支架2以这样的方式收容在收容器3中，即固定槽20向上露出。
如图1中所示，测试片S包括一个由塑料制成的长条Sb。该长条Sb的上表面上带有一系列化学垫S1-S8，每个化学垫用于分别确定尿液分析物中包含的比如葡萄糖、蛋白质、隐血或酮体的浓度或者分析物的PH值。
测试片支架2的固定槽20被成形为适于收容测试片S。更具体地说，如图1、4和6中所示，该固定槽20由形状与测试片S对应的底壁21和一对凸脊22限定，每个凸脊从该底壁21的各个纵向边缘隆起。在示出的实施例中，每个凸脊22向底壁21倾斜，靠重力把测试片S导入固定槽20中(见图5和6)。
每个凸脊22形成有多个竖直向固定槽20的底壁21延伸的上部毛细管槽41，如图3-5中所示。在示出的实施例中，上部毛细管槽41以恒定的间距彼此分开。该上部毛细管槽41的宽度可以是0.4-1.0毫米，最好为比如0.6-0.8毫米。如果槽宽度小于0.4毫米，很难通过模制形成上部毛细管槽41。如果槽宽度大于1.0毫米，上部毛细管槽41不能提供抽吸多余分析物所需的足够的毛细作用。假如可毫无问题地模制测试片支架2，则上部毛细管槽41之间的间距是恒定的，并且尽可能的小。每个上部毛细管槽41的深度应最好大于槽的宽度，以便增加每一个槽抽吸的多余分析物的数量。在示出的实施例中，每个上部毛细管槽41水平贯穿或横向通过凸脊22，用于增加抽吸多余分析物的量。
如图3-5中所示，固定槽20的底壁21上设置有多个与上部毛细管槽41相对应连通的毛细管孔42。这些毛细管孔42竖直贯通底壁21，并且其宽度与上部毛细管槽41相对应。
此外，在固定槽20的下面，测试片支架2具有一对侧表面24，每个侧表面上形成有与上部毛细管槽41和毛细管孔42相对应的下部毛细管槽43。该下部毛细管槽43从固定槽20的底壁21竖直向下延伸，通过毛细管孔42与上部毛细管槽41相连通。下部毛细管槽43的宽度与上部毛细管槽41和毛细管孔42相对应。下部毛细管槽43的深度比上部毛细管槽41和毛细管孔42的深度大，可考虑模制测试片支架2的技术可行性适当地确定其深度。
参照图1和图2，该测试片支架2被成形为向下逐渐尖细。于是，用于收容测试片支架2的收容器3也具有相对应的形状。更具体地说，收容器3是一个向上开口并相应于该测试片支架2向下逐渐尖细的容器，用于紧紧地收容测试片支架2。该收容器3的底部尖细端上形成有一个排出口31，用于排出通过毛细作用抽吸的多余分析物，如后面将要描述的。例如，收容器3可以通过模制由ABS树脂制成。
包括测试片支架2和收容器3的多余分析物去除装置1安装在一个尿液测试装置5的一个传送机构51上，如图7中所示。该传送机构51在该测试装置5的壳体外部的备用位置和该壳体内部的测量位置之间往复运动。在备用位置(图7中实线所示)，露出测试片支架2的固定槽20，用于更换一个新的大分析的测试片。该测试装置5内部设置有一个光传感器52，用于光探测测试片S上的各个化学垫S1-S8上显色反应的程度。因此，当移动测量位置(虚线所示)时，化学垫S1-S8顺序通过光传感器52的下面。
多余分析物去除装置1和安装有该多余分析物去除装置1的尿液测试装置5以如下的方式工作。
最初，尿液测试装置5的传送机构51使多余分析物去除装置1或测试片支架2处于备用位置。在该位置，把先前已经浸入尿液分析物的测试片S以预定的时序放置在测试片支架2的固定槽20上。可手工放置这种测试片，或者由装载机(未示出)自动放置。当测试片S放置在固定槽20上时，各个凸脊22的倾斜的引导表面22a平滑地把测试片S导入固定槽中。
当测试片S放置在测试片支架2的固定槽20中时，其浸润有多余数量的尿液，比导致各个化学垫S1-S8上想要的显色反应所需的尿液要多的尿液。但是，由于上部毛细管槽41形成在各个凸脊22处，竖直延伸，它们通过毛细作用立即抽吸多余的尿液。于是，抽吸的尿液通过毛细管孔42落在测试片支架2的侧表面24上，毛细管孔42也提供额外的毛细作用，有助于多余尿液的抽吸。此外，在测试片支架2的各个侧表面24上的下部毛细管槽43也提供毛细作用，有助于额外的向下拉多余的尿液。于是，上部毛细管槽21、毛细管孔22和下部毛细管槽组合在一起，用于快速地去除测试片S和固定槽20上的的多余尿液。而且，由于下部毛细管槽43比上部毛细管槽41和毛细管孔42长的多，它们可以提供很大的容量，用于重复地进行多余尿液的去除(即尿液测试)。
主要由于毛细作用，部分由于重力作用，在下部毛细管槽中向下移动的多余尿液沿锥形边缘流动后最终收集在测试片支架2的锥形底端。但是，由于测试片支架2基本上整个收容在收容器3中，可以防止多余尿液在测试片支架上向下移动的同时溅射而污染测试装置5的各个部分。于是，收集在测试片支架2的锥形底端处的多余尿液通过排出口31排出到设置在测试装置5底部的收集盘(未示出)中。
经过预定的时间去除多余的的尿液后，由测试片支架2固定的测试片S由传送机构51向前移动到测量位置。在这种移动期间，测试片S上的化学垫S1-S8顺序经受光传感器52的检测，以确定显色反应的程度。光测量后，测试片支架2于是移动到备用位置，用一个新的测试片替换分析过的测试片S。
以此方式，可在相对短的时间内有效地去除测试片S和固定槽20上的多余尿液。因此，可以防止各个化学垫S1-S8被多余尿液中的任何其它化学垫溶解的化学物质或物质污染。此外，用一个新的测试片替换分析过的测试片S后，可以防止或限制新的测试片被保留在固定槽20中的先前的测试片的多余尿液污染。
如上所述，测试片支架2可通过模制由ABS树脂制成。在实践中，该测试片支架2可由任何树脂制成，只要所选择的树脂具有良好的与水的亲和性，以加强上部毛细管槽41、毛细管孔42和下部毛细管槽43的毛细作用。为此，所选择的树脂最好包含聚合体成分或具有亲水基团或诸如-OH、-SO3H、-COOH、-NH2和-CO之类的基团的成分。
另一方面，也可以由如上所述的实施例中的ABS树脂制成的收容器3不必要具有良好的与水的亲和性。为此，收容器3可以由任何其它树脂制成。
图8是示出本发明的多余分析物去除装置和现有技术(图9)的多余分析物去除装置之间的多余分析物去除能力比较的曲线图。图8的曲线图是基于测试的结果，其中为了确定尿液的葡萄糖的浓度，交替分析了一系列低浓度样品(负样品)和一系列高浓度样品(正样品)。更具体地说，在测试中，首先对负样品的一个子系列(第1至第3样品)进行分析，然后对正样品的一个子系列(第4至第6样品)进行分析，再对负样品的另一个子系列(第7至第11样品)进行分析，再对正样品的另一个子系列(第12至第14样品)进行分析，最后对负样品的另一个子系列(第15至第19样品)进行分析。
在图8的曲线图中，曲线A表示，在使用本发明的多余分析物去除装置1放置各个测试片时，对第1至第19样品的整个系列获得的结果。曲线B表示，在使用现有技术(图9)的多余分析物去除装置a放置各个测试片时，对第1至第19样品的整个系列获得的结果。曲线C表示，在使用不采用泵(真空)抽吸的现有技术的多余分析物去除装置a，对第1至第19样品的整个系列获得的结果。
曲线图中曲线C表示，当在对一系列正样品进行测量后对一系列负样品进行测量时，葡萄糖浓度的测量结果清晰地从期望值移动到正向侧。这意味着保留在测试片支架上的多余的正样品对下一个负样品的分析产生相反的影响。通过比较，即使当在对一系列正样品进行测量后对一系列负样品进行测量时，关于曲线A和B，没有观测到显著的移动或偏移。于是，可以判断，本发明的多余分析物去除装置比现有技术的泵吸型多余分析物去除装置更有效，因此其优点在于，不需要泵吸(即能量消耗)。
表1和表2表示对各组已知浓度的样品进行尿液葡萄糖浓度测量的结果，每组包括10个已给定葡萄糖浓度(分别是0mg/dl、30mg/dl、60mg/dl、250mg/dl、1500mg/dl)的样品。表1示出使用本发明的多余分析物去除装置1进行的浓度测量结果(如由反射率确定的)，而表2示出使用图9中所示的现有技术的多余分析物去除装置a进行的浓度测量结果。在这些表中，符号“S.D.”表示“标准偏差”。
表1GLU(mg/d1)0 30 60 250 1500192.077.465.2 45.5 29.5291.679.366.6 45.1 28.6392.279.366.3 45.9 29.7492.278.367.5 43.5 34.0591.477.868.0 41.3 33.0691.777.863.2 46.5 31.8792.179.069.2 41.5 33.7892.478.270.6 43.4 31.6992.278.467.8 42.4 33.110 91.778.366.3 41.0 33.8平均值 92.078.467.1 43.6 31.9S.D. 0.330.642.07 2.01 1.98表2GLU(mg/d1)0 30 60 250 15001103.22 94.25 85.00 52.9737.882102.22 94.50 82.81 59.7737.663101.01 94.30 83.77 57.7140.60499.46 95.56 85.18 57.6240.785101.66 92.76 85.46 59.2338.826101.15 93.98 84.58 56.8337.10799.50 94.41 84.73 59.2635.038101.37 94.99 85.33 54.5229.679101.83 95.37 86.80 56.9439.1810 101.11 95.36 80.70 60.7835.42平均值 101.3 94.584.4 57.6 37.2S.D. 1.140.831.68 2.41 3.27
如从表1和表2之间的比较可知，当对一组高浓度样品(见对1500mg/dl样品的结果)进行浓度测量时，使用本发明的多余分析物去除装置1获得的测量结果的标准偏差是1.98，其比使用现有技术的多余分析物去除装置a获得的测量结果(3.27)改进了很多。在高浓度样品的情况下，需要大量的氧气用于酶化反应，多余尿液的存在阻断了氧气的提供，导致了测量偏差。但是，所示的实施例的多余分析物去除装置可有效地工作来去除多余尿液，由此减少了测量偏差的程度。
如上所述，根据所示的实施例的多余分析物去除装置1(包括测试片支架2和收容器)整个由树脂材料制成，不需要抽吸泵或其相关的附件。因此，多余分析物去除装置1具有经济的优点。此外，可清洗或冲洗整个测试片支架2和收容器3，易于保养。
尽管如上所述描述了本发明，但显而易见，能以很多方式进行变化。例如，本发明可采用任何种类的测试片支架，用于固定浸入或注入有液体分析物(不限于尿液)进行反应的测试片。这些变化并不脱离本发明的宗旨和范围，对同领域技术人员显而易见的这些变化都在随附的权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种测试片支架，其包括一个细长顶表面和一对位于该顶表面下面的侧表面(24)，该顶表面上设置有一个由细长底壁(21)和一对凸脊(22)限定的测试片固定槽(20)，每个凸脊从该底壁(21)的各个纵向边缘隆起，其特征在于，每个凸脊(22)形成有多个上部毛细管槽(41)，该毛细管槽竖直延伸，开口于测试片固定槽(20)，该底壁(21)形成有多个毛细管孔(42)，该毛细管孔与上部毛细管槽(41)相对应和相连通，该毛细管孔(42)向各个侧表面(24)开口。
2.按照权利要求1所述的测试片支架，其特征在于，每个侧表面(24)可形成有多个与上部毛细管槽(41)和毛细管孔(42)相对应和相连通的下部毛细管槽(43)。
3.按照权利要求2所述的测试片支架，其特征在于，上部毛细管槽(41)、毛细管孔(42)和下部毛细管槽(43)分别以恒定的间距设置成一排。
4.按照权利要求2或3所述的测试片支架，其特征在于，上部毛细管槽(41)、毛细管孔(42)和下部毛细管槽(43)的宽度可相等。
5.按照权利要求4所述的测试片支架，其特征在于，上部毛细管槽(41)、毛细管孔(42)和下部毛细管槽(43)的宽度为0.4-1.0毫米。
6.按照权利要求5所述的测试片支架，其特征在于，上部毛细管槽(41)、毛细管孔(423)和下部毛细管槽(43)的宽度是0.6-0.8毫米。
7.按照权利要求1至6中任何一项所述的测试片支架，其特征在于，每个上部毛细管槽(41)的深度大于其宽度。
8.按照权利要求1至7中任何一项所述的测试片支架，其特征在于，每个下部毛细管槽(43)的深度大于其宽度。
9.按照权利要求1至8中任何一项所述的测试片支架，其特征在于，每个上部毛细管槽(41)水平穿过各个凸脊(22)之一。
10.按照权利要求1至9中任何一项所述的测试片支架，其特征在于，每个侧表面向下逐渐尖细。
11.一种测试片支架，其包括一个细长顶表面和一对位于该顶表面下面的侧表面(24)，该顶表面上设置有一个由细长底壁(21)和一对凸脊(22)限定的测试片固定槽(20)，每个凸脊从该底壁(21)的各个纵向边缘隆起，其特征在于，该底壁(21)上形成有多个与测试片固定槽(20)相连通的毛细管孔(42)，每个侧表面(24)上形成有多个与毛细管孔(42)相对应和相连通的下部毛细管槽(43)。
12.一种多余分析物去除装置，其包括按照权利要求1至11中任何一项所述的测试片支架(2)，以及一个用于收容测试片支架(2)的收容器(3)，测试片固定槽(20)向上露出。
13.按照权利要求12所述的多余分析物去除装置，其特征在于，该收容器(3)具有一个底部排出口(31)。
14.按照权利要求12或13所述的多余分析物去除装置，其特征在于，该收容器(3)向下逐渐尖细。
全文摘要
一种测试片支架(2)包括一细长顶表面和一对位于顶表面下面的侧表面(24)。顶表面上设置有一由细长底壁(21)和一对凸脊(22)限定的测试片固定槽(20),每个凸脊从该壁(21)的各个纵向边缘隆起,形成有多个上部毛细管槽(41),该毛细管槽竖直延伸,开口于测试片固定槽(20)。该底壁(21)形成有多个毛细管孔(42),该毛细管孔与上部毛细管槽(41)相对应和相连通,向各个侧表面(24)开口。
文档编号G01N33/52GK1266187SQ0010286
公开日2000年9月13日 申请日期2000年3月6日 优先权日1999年3月4日
发明者仲道男, 山形秀成, 平山浩二 申请人:株式会社京都第一科学