取样组件及其方法与流程

本发明系关于一种取样组件及其方法，特别是用于生物医学产业，用于自动化取样设备的一种取样组件及其方法。

背景技术：

在生物医学实验室中，通常使用定量吸管(pipette)对液态检体进行定量取样(sampling)以及转移(transfer)。然而，为了避免检体间交叉污染的问题，所述定量吸管都会套上抛弃式的取样头(tip)。基本上，所述取样头只能使用一次(一吸一放)。所述定量吸管的操作原理是利用真空的方式使检体进入所述取样头，同样地，利用真空产生的推力使所述检体流出所述取样头。一般而言，所述取样头的主体大都为圆柱形，在其底部收敛成一尖细的开口。

举例而言，在生物医学实验室中的液态检体包括如血清、血浆以及全血等，含有大量的蛋白质、醣类、油脂、血球、细胞以及微生物，故，所述液态检体是属于黏稠性且含有颗粒及/或胶质的液体。因此，所述取样头的尖细开口要精准及正确地进行定量取样是有一定的困难度。在人工操作时，操作员可以通过肉眼实时观察而避开颗粒及/或胶质产生的阻碍(clog)，以及检视吸取/排放的检体的体积是否正确；或者当阻碍产生时，操作员可以立即停止吸取/排放，避免污染所述定量吸管。

基本上，检体的吸取/排放的精准及正确性是很重要的；若无法确保吸取/排放的正确性，可能会造成伪阴性或伪阳性，进而造成对于实验结果的误判。

在现有技术中，自动化的设备存在几个问题：1.液面侦测；2.塞管侦测；3.体积侦测。

针对液面侦测：让所述定量吸管能够侦测到检体的液面，进而根据所述液面的位置进行吸取/排放。可以避免所述取样头进入检体的液面下，沾附过多的检体，进而产生转移(carry-over)以及交叉污染(crosscontamination)。

针对塞管侦测：当所述取样头的尖细开口被堵住时，所述定量吸管无法及时侦测到，却持续吸取，会造成所述取样头内部压力异常，当所述压力大到将堵塞物吸入所述取样头的时候，可能会因为压力而使所述检体往所述定量吸管的内部喷射，造成所述定量吸管的污染，进而影响后续取样。

针对体积侦测：吸取的检体需要固定；因此，侦测每次取样的体积是相当重要的，尤其是使用在自动化设备。

然而，在自动化的设备上，缺乏操作员的监控，如何确保检体的吸取/排放的精准及正确性，进而同时解决上述三个技术问题是急需解决的技术问题。

参考美国专利us5,648,727，所述专利通过在一定量吸管上设置电容侦测组件搭配在一可导电的吸取头，因此，当所述可导电的吸取头靠近可导电的检体的液面时，会因为电容差异而产生电流，进而根据所述电流计算得知液面的高度。然而这种方式对于不具导电性的检体或者有泡沫的检体会有侦测错误的问题存在。

参考美国专利us8,287,806，所述专利通过设置一侦测压力差异的传感器，当所述检体进入所述吸取头时，所述吸取头内部的空气受到压缩而产生压力变化，在根据所述压力变化计算得知在吸取器内的检体的体积。然而，此方法需要完全的气密，也表示需要较高的成本。同时，只要有漏气，量测便会产生误差。

参考美国专利us8,100,007，所述专利的方法是：首先检测检体的液面高度；在已知所述检体的液面高度的情况下，再将所述吸取头降低至所述检体的液面以吸取检体。其缺点在于：在进行检体的吸取时无法同步侦测取样的体积以及阻塞的判断，对于自动化设备而言，会产生污染所述定量吸管及/或污染的技术问题。

故，对于上述技术问题，虽然现有技术提供解决方案，然而并没有一个有效的方式可以同时解决上述技术问题。

技术实现要素：

为解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种取样组件。本发明通过一导管同时连接一超音波组件以及一取样器，进而同时进行取样、塞管侦测、液面侦测以及液体体积侦测。

为达上述目的，本发明提供一种取样组件。所述取样组件包括一超音波组件、一导管及一取样器(syringe)。

所述超音波组件用于产生一超音波信号并接收所述超音波信号的反射。所述导管包括一第一连接端以及一第二连接端。所述导管与所述超音波组件通过所述第一连接端连接。所述取样器通过所述第二连接端连接所述导管。

在一优选实施例中，所述导管还包括一第三连接端用于安装一取样头。

在一优选实施例中，所述第一连接端与所述第三连接端为同心地设置。

在一优选实施例中，所述第一连接端、所述第二连接端以及所述第三连接端彼此连通。

在一优选实施例中，所述第一连接端与所述第三连接端之间设置一波型收敛孔。

为达上述目的，本发明提供一种取样方法。所述取样方法包括：首先，将一取样组件置入一待测液体中；接着，所述取样组件的一超音波组件持续发出信号侦测在所述取样组件的一取样头中的一液面高度；接着，所述取样组件的一取样器执行一吸引程序，以吸引所述待测液体进入所述取样头；接着，实时比对所述液面高度以及所述吸引程序；最后，确认所述液面高度以及所述吸引程序不相对应时，立即停止所述吸引程序。

在一优选实施例中，所述导管包括一第一连接端以及一第二连接端，所述导管与所述超音波组件通过所述第一连接端连接，所述取样器通过所述第二连接端连接所述导管。

在一优选实施例中，所述导管还包括一第三连接端用于安装一取样头。

在一优选实施例中，所述第一连接端、所述第二连接端以及所述第三连接端彼此连通。

在一优选实施例中，所述第一连接端与所述第三连接端之间设置一波型收敛孔。

相较現有技术，本发明通过所述导管同时连接所述超音波组件以及所述取样器，进而能够同时进行取样、塞管侦测、液面侦测以及液体体积侦测。

附图说明

图1绘示本发明的取样组件的分解示意图；

图2绘示图1中的导管的上视图；

图3绘示图2中的导管沿线段aa的剖面图；以及

图4绘示本发明的取样方法的流程图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考图式，用以说明本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

参考第1-3图。图1绘示本发明的取样组件100的分解示意图。图2绘示图1中的导管120的上视图。图3绘示图2中的导管120沿线段aa的剖面图。所述取样组件100包括一超音波组件110、一导管120、一取样器130以及一取样头140。

所述超音波组件110用于产生一超音波信号并接收所述超音波信号的反射，详细地，通过所述超音波信号可以知道待取样液体的液面高度，进而经由计算得知所述待取样液体的体积。所述导管120包括一第一连接端121、一第二连接端122以及一第三连接端123。详细地，所述取样器130利用压力差将一检体吸取至所述取样头140中。所述导管120与所述超音波组件110通过所述第一连接端121连接。所述取样器130通过所述第二连接端122连接所述导管120。所述第三连接端用于安装所述取样头140。

优选地，在自动化设备中，所述取样器130是根据一计算机设备的命令自动进行检体的吸取/排放。

优选地，所述第一连接端121与所述超音波组件110可以是藉由螺纹、卡榫等固定件进行固定。所述第二连接端122与所述取样器130可以是藉由橡皮结构进行连接。

在实际操作中，所述第一连接端121与所述第三连接端123为同心地设置，为了能够使所述超音波组件110的所述超音波信号能够对所述检体在所述取样头140内的液面发射，以便更准确地确认所述检体在所述取样头140内的液面高度。

详细地，所述第一连接端121、所述第二连接端122以及所述第三连接端123彼此连通。因为所述第一连接端121以及所述第三连接端123之间需要能够传递所述超音波信号；所述第二连接端122以及所述第三连接端123之间要相通，才能使所述取样器130产生的压力差通过所述取样头140吸取所述检体。进一步，所述第一连接端121与所述第三连接端123之间设置一波型收敛孔124，所述波型收敛孔124能够让所述超音波信号的波型更加适合侦测所述检体的液面高度。

实际上，当将所述取样器组件100装设于一自动化设备(未图示)后；所述取样器130开始进行吸取，将检体吸取至所述吸取头140内部，同时所述超音波组件110持续发出超音波信号对所述检体在所述取样头140内的液面高度进行侦测；由于所述取样器130以及所述超音波组件110均连接至所述自动化设备，所述自动化设备判断所述检体在所述取样头140内的体积(根据所述液面高度换算)以及所述取样器130已经吸取的检体体积是否一致，进而判断是否产生塞管。本发明通过同时吸取检体以及检测检体的液面高度，以达到实时侦测塞管的技术功效。

图4绘示本发明的取样方法的流程图。关于本取样方法所使用的组件，请参考图1-3。首先，执行步骤s01，将一取样组件100置入一待测液体中；接着，执行步骤s02，所述取样组件100的一超音波组件110持续发出信号侦测在所述取样组件100的一取样头140中的一液面高度；接着，执行步骤s03，所述取样组件100的一取样器130执行一吸引程序，以吸引所述待测液体进入所述取样头140；接着，执行步骤s04，实时比对所述液面高度以及所述吸引程序；接着，执行步骤s05，确认所述液面高度以及所述吸引程序不相对应时，立即停止所述吸引程序。

详细地，所述吸引程序包括要吸取检体的数量(ex.体积)，是由所述自动化设备进行设定以及驱动所述取样器130进行所述吸引程序(即取样动作)；同理，也是通过所述自动化设备进行实时比对所述液面高度以及所述吸引程序，所述液面高度以及所述吸引程序不相对应就表示设定吸取的检体的数量与目前在所述吸取头140内的检体的数量不一致，举例而言，所述取样器130应吸取2c.c.，然而，所述取样头140内只有1.95c.c.，就表示可能出现塞管的问题；在停止所述吸引程序后，可以采用手动方式进行塞管的解决或者是通过所述自动化设备进行后续处理。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可做出各种之更动和润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。