[发明专利]离心流体分析仪的转子

说明书

技术领域

本发明涉及在一种分析技术中能自动分配两种或多种流体的比例 并将其进行混合的离心流体分析转子和方法。该装置包括保存位于混合 室的毛细管口的样本流体的样本计量管，以及保存在混合室的毛细管口 处的试剂。旋转转子迫使试剂进入混合室以接触样本的弯月型液面 (meniscus)，引起样本流动并在混合室中以精确的比例与试剂混合。该 方法包括在第一旋转速度下旋转本发明的转子以精确注满样本流体计 量管而不会从样本毛细管口泄漏，然后在更高的速度下旋转转子以迫使 试剂室中的试剂接触样本的弯月型液面，其释放经过计量的样本流体以 在混合室中与试剂相混合。

背景技术

血浆和其他生物流体的生物检测常常要求流体能快速地被分成预 定量的多份以用于在各种光学检测或化验中进行分析。还常常希望在检 测前能够分离出来自其他流体的物质的潜在干扰细胞组分。此类测量和 分离步骤是典型地通过离心法来进行的，例如，通过离心将血浆从细胞 组分中分离出来，然后手动或自动地将预定体积的血浆吸取到分离的试 验井(test well)中。此类过程费时费力。因此，业内已经提出了多种适 合于以更有效的方式进行检测的自动化系统和方法，用于提供多个血浆 等份试样。

在生物流体分析中的一个主要进步在于使用了离心转子。这些转子 被设计成用于测量生物流体(例如血液)的体积，去除细胞组分，并用 合适的稀释剂来混合流体以用于分析，例如光学检测。典型地，转子提 供了在不同的试管中的多个样本，可以在这些试管中对样本进行光学分 析。现有技术中的转子常常使用了复杂的设计，而这些设计代价高昂且 难以制造。转子往往需要各种可分离的部件，这些部件必须在离心过程 中的不同点上合在一起或者分离开来。以前的离心转子往往受限于它们 所能提供的离散样本以及试验井的数量。在一些情况下，这些转子需要 使用单独的替代流体以使血液和血浆流过系统。

许多分析装置使用离心力在化验室之间传输流体。美国专利 4244916公开了一种转子，其包括多个放射状地设置在一个中心容器之 外的试管。每个试管通过一个导管与中心容器相连，并包括一个单独的 排气口。美国专利4314968涉及具有设置在转子外围上的单元(cell)的 转子。每个单元(cell)包括一个用于去除被引入该单元(cell)的流体 的外围孔口。美国专利4902479公开了一种包括细长的放射状径向延伸 的试管的多试管转子。每个细长的试管包括用于接受第一组分的第一室 和用于接受第二组分的第二室。一种在第一和第二室之间的隔离结构防 止上述组分在预定的时间前混合。混合发生在当转子在一个相当高的速 度下旋转时。美国专利4963498公开了依赖毛细管、室和孔口来抽吸和 混合流体以用于光学分析的装置。美国专利5077013公开了包括与保存 室相连的外围试管的转子，该保存室由试管径向向里设置。美国专利 4898832描述了一种包括吸附于或固定于一种固体载体的干试剂的转 子。通过使用离心力和/或压力，使样本溶液沿着转子移动。美国专利 3829223公开了一种转子，该转子适用于对样本和试剂进行混合以用于 在该转子中进行光度分析。在试验井壁上的斜坡状的突出部分有助于样 本与试剂的混合。美国专利3795451教导了一种利用旋转速度的变化提 供混合以混合样本和试剂的转子。在加快的转速下，流过陡角的流动是 允许的，液体因而通过毛细管通道被传输。美国专利3873217描述了一 种使用主腔的静载荷进行光度分析的转子，，以及使用由旋转力造成的 动载荷将液体分配到试管中的方法。美国专利4387164涉及分析介质的 化学分析并描述了分散于可溶薄膜中的试剂的使用。美国专利3881827 教导了一种用于测量心脏输出量的装置和室，并包括用于把精确量的染 剂与血液混合的室。美国专利4225558公开了一种用于多流体样本的流 体测试装置。一份样本和试剂被保存在不同的室中，直到离心力使得上 述两种流体移动到公共的室。美国专利3864089描述了一种用于血液分 馏的转子。美国专利4509856涉及一种用于样本光度分析的转子。美国 专利4515889涉及一种具有多个互连的适用于混合反应组分的中空的小 空间的转子。美国专利4689203涉及一种把血浆从红细胞和白细胞中分 离出来的离心转子。尽管这些发明提供了在旋转装置中化合、混合和/ 或过滤样本和试剂的方法，但它们都不允许在装置中进行试剂和样本的 自动定量化合。此类装置还不能在反应产物被传输以用于检测之前，提 供精确化合的反应组分的精确定时培养。