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专利名称：小型流通比色皿及包含该小型流通比色皿的分光光度计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小型流通比色皿和包含该小型流通比色皿的分光光度计，该分光光度计用于测量液体样品，特别用于血液分析仪上测量血液样品的分光光度。
背景技术：
用血液分析仪测量血液样品的血红素浓度的分光光度已有数十年之久。通常，将细胞裂解试剂加入到血液样品中以裂解这些红血细胞，然后该样品混合物中释放的血红素分子与该试剂中的配体或稳定剂形成色原体。该样品混合物流过分析仪中的比色皿，并测量该样品混合物的吸收以用于计算该血液样品的血红素浓度。在现存的血液分析仪中，通常该比色皿的测量窗口包括沿着该流道或与该流道平行设置的两个相对的平行的壁。光源和探测器置于该窗口的相对侧用于测量通过该比色皿 的样品混合物的吸收。光学长度，即该比色皿的两个壁的内侧之间的距离，通常为约IOmm以确保有足够量的样品用于测量。在现存的测量中已知的问题是样品混合物中的小泡附着至比色皿的壁，这引起测量的误差。通常，在每次样品分析之后将大体积的清洗溶液用于分析仪上以去除并预防小泡积累在比色皿的表面上。然而，当比色皿中的流道的尺寸减小时，样品混合物的表面积与体积的比增加，并且对于小泡附着的预防基本上变得更加困难。另一方面，多数自动的血液分析仪具有工作的多种试剂和清洗溶液用于该仪器的自动样品制备和测量。虽然已知这些血液分析仪有高容量、批量样品分析、自动样品吸取和制备，以及自动清洗循环的优点，但这些仪器价格相对较高并使用大量的试剂，这需要高的仪器维护费和试剂存货管理。因此，在接近患者检测环境中这些仪器难以适应，例如在急诊室，其中需要最小的样品体积和最少的试剂维护。在接近患者检测时，可通过针刺手指收集小体积血液样品，并用于在分析仪上获得完全的血球计数(CBC)。这样，使用充分小的试剂体积来维持需要的细胞浓度以确保精确测量。近年来，为满足在接近患者检测中的此种需求，已经开发了含有用于分析一份样品的试剂的一次性盒和适合于使用该一次性盒的血液分析仪。该一次性的盒包含以预定体积预装填的试剂，该预定体积指定用于一份样品的完全分析。为了适应小样品和小试剂体积，用于血液分析仪上的血红素测量的比色皿中液体体积需要减小。这明显增加了该流道的表面积与样品混合物的体积的比，并使得当样品混合物通过比色皿并在该比色皿中测量时控制该比色皿中的小泡形成和附着非常困难。而且，仅使用该盒中提供的小体积的清洗溶液来去除附着至比色皿或在比色皿中积累的小泡在技术上有挑战性。因此，对于使用有最小液体容积的比色皿的分光光度计存在明确的需要,该最小液体容积用于提供血液样品的血红素浓度的精确测量并满足体外临床诊断的需要。而且，非常需要的是提供一种小型比色皿，其可以有效地使比色皿中的小泡形成和积累最小化，并使对于去除小泡的清洗溶液的量依赖最小化
发明内容
—方面，本发明涉及一种用于液体样品的分光光度测量的小型流通比色皿。在一个实施例中，该小型流通比色皿包含透明材料制成的比色皿本体，该本体包含第一平面外表面和相对的第二平面外表面；和穿过该比色皿本体设置的流动槽。该流动槽包含第一界面区段和第二界面区段，通常沿该比色皿本体的纵轴方向定向，各自具有一开放出口 ；连接该第一界面区段和第二界面区段的测量区段；第一倾斜平面内表面，其置于该第一界面区段和该测量区段之间的第一弯转区段处，朝向该第一平面外表面；和相对的第二倾斜平面内表面，其置于该第二界面区段和该测量区段之间的第二弯转区段处，朝向该第二平面外表面。该第一和第二倾斜平面内表面在测量区段相对末端使测量区段终止。该第一倾斜平面内表面和第二倾斜平面内表面的每一个相对于纵轴的倾斜角为约15度至约65度。该第一界面区段和该第二界面区段和该测量区段的直径基本相同。在另一实施例中，第一外表面和第二外表面相对于该比色皿本体的纵轴倾斜。在另一实施例中，该流通比色皿具有由第一本体块和第二本体块形成的比色皿本体。该第一本体块包括第一平面外表面和相反的连接表面，第一界面区段，和包括该第一倾斜平面内表面的流动槽的测量区段的第一部分。该第二本体块包括第二平面外表面和相反的连接表面，第二界面区段，和包括该第二倾斜平面内表面的流动槽的测量区段的第二部 分。该第一和第二本体块相互靠紧以这两个本体块的连接表面连接在一起，且该测量区段的第一和第二部分彼此对齐。该第一和第二本体块的每一个在这些本体块的连接表面上包含密封沟槽，包围着该流动槽的测量区段的相关部分，和密封件置于该密封沟槽中。另一方面，本发明涉及用于测量液体样品的分光光度计。该分光光度计包含上述的小型流通比色皿；光源，该光源邻近该第一平面外表面设置并适用于通过该流动槽的测量区段发射入射光束；和光检测器，该光检测器邻近该第二平面外表面设置并适用于接收通过该流动槽的测量区段的传输光。该光源包含外壳，该外壳具有暗内部的小室和光出口，该光出口靠着该比色皿本体的第一平面外表面设置；和置于该外壳内的灯泡，其朝向该光出口。该光源的光出口的中心与该流通比色皿的流动槽的测量区段的中心轴光学对齐。该光检测器包含检测器外壳，该检测器外壳具有暗内部的小室和光入口，该光入口靠着该比色皿本体的第二平面外表面设置；和置于该检测器外壳内的传感器。该光检测器的光入口的中心与该流通比色皿的流动槽的测量区段的中心轴光学对齐。本发明的优点将通过以下描述结合显示本发明的示例性实施例的附图而变得显而易见。


图I为包含本发明的一实施例中的小型流通比色皿的本发明的分光光度计的示意图；图2为图I中显示的分光光度计中的流通比色皿的立体图。图2A，2B和2C分别为图2中显示的流通比色皿的主视图、侧视图和俯视图；图3为图2中显示的流通比色皿沿着图2C中的线3-3的横截面立体图。图3A为图3的局部放大图，显示了该比色皿的流动槽的液体样品的流动；图4为显示本发明的一个实施例中的流通比色皿的第一外表面、第一倾斜内表面和一侧的光路的不例性不意图5为通过图2中显示的流通比色皿的光路的示例性示意图；图6为本发明的另一实施例中的流通比色皿的主视图；图7为本发明的另一实施例中的流通比色皿的主视图，其中第一界面区段和第二界面区段处于相反方向；图8为本发明的还另一实施例中的流通比色皿的主视图，其中该流动槽的所有区段都相对于该比色本体的纵轴倾斜；图9为本发明的另一实施例中的流通比色皿的立体图。图9A为图9中显示的流通比色皿的俯视图。图9B为图9中显示的流通比色皿的俯视图，其具有一对固定这两个本体块的螺栓；图10为图9中显示的流通比色皿的分解图；
图11为图6中显示的流通比色皿沿着图9中的线11-11的横截面图；应注意附图中同样的标号指同样的部件。
具体实施例方式一方面，本发明提供一种包含小型流通比色皿的分光光度计，其用于测量流过其中的液体样品。如图I所示，在一实施例中分光光度计10包含小型流通比色皿100，光源20和光检测器50。图2至3A显示了本发明的一个实施例中的小型流通比色皿100。该流通比色皿100具有透明材料制成的比色皿本体110。比色皿本体110具有顶侧130，底侧132，第一外表面120,和相对的第二外表面140。该第一和第二外表面两者都为平面的,或者至少该第一和第二外表面的与以下所述的流动槽的测量区段的成一直线的区域为平面的。在显示的不例性实施例中，第一外表面120和第二外表面140两者都相对于比色皿本体110的纵轴2倾斜。然而，该外表面也可为直的，这取决于以下描述的比色皿的其他相关的结构部件的材料和结构。流通比色皿100尺寸上为小型的，特别适用于测量小体积的液体样品。在一个示例性实施例中，比色皿本体110具有约7毫米至约30毫米(mm)的长度(在外表面120和140的顶端之间)，优选为约IOmm至约20mm,高约4mm至约15mm,且厚度(前部至后部)为约4mm至约15_。如图2-2C中显示，流通比色皿100具有设在比色皿本体110中并穿过该比色皿本体110的流动槽160。流动槽160包括第一界面区段162，其具有开放出口 162a ;第二界面区段164，其具有开放出口 164a;和位于界面区段162和164之间并在它们对着开放出口162a和164a的末端将它们连接的测量区段166。该第一和第二界面区段通常沿着该比色皿本体的纵轴2的方向定向。在一包含适用于测量液体样品的吸收的分光光度计10的血液分析仪或其他测量设备中，其中该液体样品在该设备的导管中运载，流动槽160的开放出口 162a和164a被流动性地连接至该设备的导管，如图I中的导管90和92所示。第一界面区段162或第二界面区段164可被用作流动槽160的入口，出口或入口和出口，这取决于样品测量程序中存在的流动方向。在图I和图3A中显示的实例流动方向，待测量的液体样品经导管90流入比色皿100的流动槽160并从该比色皿流出至导管92(参见图I中的箭头)。
优选地，界面区段162和164以及测量区段166都具有直径基本相同的圆形横截面。这促进了通过流动槽160的均匀流速，该均匀流速有效地减少了流动槽160中的小泡形成。通常，界面区段和测量区段的直径都可为约0.8_至约4. 0_，优选为约1.4_至约2.4mm。而且，为确保用于该比色皿内的液体样品的分光光度测量的足够的光程，测量区段166具有约4mm至约25mm的长度,优选为约7至13mm。在该小型比色皿中，流动槽160可具有约3直至250微升(ill)的容积，优选为约10至约60iU，更优选为约20至约40 yl。如图2A所示，第一界面区段162和第二界面区段164的底端直接与测量区段166的相对端连接。其中测量区段和界面区段被连接并且其中一个区段弯转向另一个区段的流动槽部分分别指第一弯转区段165和第二弯转区段167。流动槽160包括在第一弯转区段165中的第一倾斜平面内表面172，其朝向第一外表面120 ;和在第二·弯转区段167中的第二倾斜平面内表面174，其朝向第二外表面140。该第一倾斜平面内表面172和第二倾斜平面内表面174在测量区段166的相对末端使其终止。第一倾斜内表面172和第二倾斜内表面174自纵轴2的倾斜度在此分别是指第一内倾斜角和第二内倾斜角。第一倾斜内表面和第二倾斜内表面的倾斜角基于需要的分光光度计的光路的流动特征和光路进行测定，该分光光度计用于流动槽160的测量区段166中的液体样品的光学测量，如以下详细描述。该第一内倾斜角和第二内倾斜角可以相同，也可以不相同。优选地，该第一内倾斜角和第二内倾斜角相对于该比色皿本体的纵轴在约15度至约65度的范围内，优选为约30度至约50度。从图2A中可理解，倾斜的平面内表面172和174消除了两个界面区段162、164和测量区段166之间的尖锐的转角，并消除了该流道中的死点。已发现当倾斜的内角小于15度时，对于预防小泡形成不是很有效，而当倾斜的内角大于65度时，该分光光度计的入射光的实际光散射可在倾斜的内表面发生。如图3A中所示，因为去除了弯转区段中的尖锐角，当液体样品经过流动槽160时维持了平坦流。而且，如上所述，该界面区段和该测量区段具有基本相同的直径。由此，在该整个流动槽160中不存在实际的流动限制。该结构特征使得在液体样品通过流动槽时小气泡的形成最少化，并有效地预防了死点中的小气泡的积累，该死点为其中不存在流动或非常低流速的尖锐的转角。倾斜内表面172和174，和外表面120和140，或至少对应于测量区段166的横截面的外表面区域，被抛光用于光学测量。通过该流通比色皿的光路和倾斜的内表面和外表面之间的关系使用图4和图5中的流通比色皿100描述。图4显示了图2中显示的流通比色皿100的示例性局部放大图，其中仅显示了该比色皿的第一外表面120和第一倾斜内表面172，其中在流动槽160中存在液体样品6。如之前所述，在显不的实施例中第一外表面120和第二外表面140也为倾斜的。该第一外表面120和第二外表面140相对于比色皿本体110的纵轴2的倾斜角在此分别指第一外倾斜角和第二外倾斜角。在图4中，线4表示了在光束通过比色皿本体和流动槽160的测量区段166中的液体样品6向光检测器传播时的光路。分别地，角a I为第一倾斜的内表面172相对于比色皿本体的纵轴2的的第一内倾斜角，角P I为第一外表面120自比色皿本体的纵轴2的第一外倾斜角。应注意在图4中，参考线A和线B都与纵轴2平行，角Y1为在第一倾斜内表面172的光束的入射角。从图4可以理解，角a I也是该比色皿本体和该液态样品之间的界面处的折射光的角或投射光的角。如图所示，优选光路4与流动槽160的测量区段166的中心轴166a对齐，这使得该测量区段中的光束的反射最小化。如以上所述，第一内倾斜角Q1为自比色皿本体的纵轴2约15度至约65度的范围。一旦测定了第一内倾斜角Ci1，则第一外倾斜角P1可使用斯涅耳定律(Snell Law)测定。根据斯涅耳定律,入射角Y工和折射光或传输光在第一倾斜内表面172处的角a :具有通过以下方程式限定的关系ncSin y !=IisSin a x其中n。为比色皿本体的材料的折射率，ns为液体样品的折射率。一旦测定了用于制造比色皿本体的材料，则n。也可获知。例如，UV级熔融的二氧化硅和丙烯酸玻璃的折射率分别为I. 46和I. 49。如果待检测的液体样品为水性的，则水的折射率可以用估计值，为I. 33。因为两种折射率都是已知的，且该第一倾斜内角a I也是已知的，则可使用以上方程式计算入射角L。如图4中进一步显示的，a 1=^ 1+y 10由此，可测定第一外倾斜角从图4可容易地理解，由于光学关系，流通比色皿100的第一倾斜内角和第一倾斜外角通常是不相同的。在一示例性实施例中，该比色皿本体由折射率为1.48的材料制成，且液体样 品的折射率为I. 34，且第一倾斜内角a :为约30°，第一倾斜外角P i为约3°，入射角Y :为约27°。由此，当流通比色皿100安装于分光光度计时，光束和比色皿为光学对齐的，以使光路4与流动槽160的测量区段166的中心轴对齐。如图5所示，在显示的实施例中流通比色皿100具有第一倾斜内表面172和第二倾斜内表面174和第一外表面120和第二外表面140，它们基本相对于纵轴2对称。换句话说，第一内倾斜角\和第二内倾斜角CI2相同，且该第一倾斜角^和第二外倾斜角@2相同。而且，当该比色皿本体由单一材料制成时，折射光在液体样品和比色皿之间的界面处，即在第二倾斜的内表面174处的角￥2与入射角Y1相同。然后从该比色皿出来的光通过在该比色皿的第二外表面140处设置的光检测器检测，如以下进一步描述的。从图5可看出，流通比色皿100的光程为测量区段166的长度。用以上描述的优选的光学对齐，该光程大约为沿着测量区段的中心轴166a的第一倾斜内表面和第二倾斜内表面之间的距离(参见图4和图2B)。此处，测量区段的中心轴是指在测量区段的横截面中心的纵轴。应当理解，入射光束具有一定直径，例如在一实施例中该光束直径为约1mm。因为表面172和174为倾斜的，因此沿着测量区段的中心轴的第一和第二倾斜内表面之间距离为该光程的均值。在倾斜的内表面和相应的外表面之间的壁优选为薄的，以避免穿过该壁的光的损失。在一个实施例中，壁的厚度为约Imm至约5mm。应注意流通比色皿100的光路与用于测量通过比色皿的液体样品的传统分光光度计中的光路截然不同。后者的情况中，光路横穿至通过比色皿的液体样品的流道或流动方向，且光程为内部直径，或该比色皿的宽度。然而，在本发明的流通比色皿中，光路与测量区段中的流动方向平行，且光程为测量区段的长度，而不是其直径。可以理解的是，因为流通比色皿100为小型的比色皿且测量区段的直径仅为约0. 8至约4. Omm,因此光路与测量区段的纵轴平行设置，而不是横切的设置，这提供了足够的光程以确保精确的吸收测量。用该结构，样品混合物的体积可充分地减小而不减少用于分光光度测量的光程。如图I所不,在一个实施例中，光源20包括外壳22和置于该外壳的后部的灯泡30。外壳22包括小室24，该小室具有暗内部，入口 26和与该入口 26对齐的光出口 28。优选地，入口 26和光出口 28都是圆形的。灯泡30邻近入口 26设置，该入口的直径基本小于该灯泡的直径。入口 26用作门，仅允许中心光束进入小室24，并从光出口 28出去。小室24具有暗内部，例如黑的，其吸收来自光束的剩余的散射光。光出口 28靠紧流通比色皿100的第一外表面120设置,这允许从该出口出来的光束直接碰撞在第一外表面120上,而没有来自周围的散射光的干扰。光出口 28的尺寸比流通比色皿100的第一倾斜内表面172的尺寸或总面积小，且光出口 28的中心与比色皿的流动槽160的测量区段166的中心轴光学对齐。在此,光出口 28的尺寸是指横切光束的出口的横截面尺寸。在一示例性的实施例中，环形入口 26和光出口 28的直径为约1mm，且测量区段166的直径，其为倾斜内表面的直径(参见图2B)为约2mm。可以理解的是，该光源的结构产生了至比色皿的测量区段的位于中心的入射光束。如图I中进一步所不,在一个实施例中光检测器50包括外壳52和置于该外壳的后部的光检测器60。外壳52包括小室54和光入口 58。光入口 58的尺寸比比色皿100的第二倾斜内表面174的尺寸小，且光入口 58的中心与比色皿的测量区段166的中心轴光学对齐。在此，光入口 58的尺寸是指横切该传输光的入口的横截面尺寸。光入口 58靠紧第二外表面140设置，这导致从该比色皿出来的传输光直接进入小室54。小室54具有暗内部，例如黑色，其吸收进入该小室的散射光。由此，仅位于中心的光碰撞于光传感器60上并 被其检测。通过比色皿100的测量区段166中的液体样品的传输光的强度与吸收该光的物质的浓度成反比。在该液体样品中的此种物质的浓度可根据比尔定律计算。出于本发明的目的可使用各种可商业购买的灯泡。合适的实例包括，但不限于，二极管、激光器和具有预定波长滤光片的灯。优选地，使用LED灯泡。在一个实例中，使用来自Nichia Corporation (东京，日本)的具有525nm波长的绿LED。另一方面,在分光光度计10的光检测器中可使用各种光学传感器。合适的例子包括，但不限于，光电二极管和电荷率禹合元件(CCD)。在一个示例性实施例中，使用了来自滨松光子学株式会社(HamamatsuPhotonics K.K.)(滨松市，日本)的具有弱暗电流的S1087/S1133系列陶瓷封装光电二极管。在该类型的光电二极管中，使用的陶瓷封装为光不可透过的，因此散射光不能从侧面或背面到达有效区域。这使得在可见光至近红外范围内经低光水平至高光水平的宽动态范围能进行可靠光学测量。在以上描述的流通比色皿100中，界面区段162和164的纵轴自测量区段166的纵轴为约90度(在图2A中的角《)。然而，应理解，这些界面区段可相对于测量区段以宽的角度范围定位。通常，这些界面区段的纵轴可自测量区段的纵轴为约80度至约135度，如图2A中角Co所示。图6显示了本发明的可选实施例中的流通比色皿200。如流通比色皿200显示的，流动槽260的第一界面区段262和第二界面区段264自测量区段266的纵轴为约120度(见角《)。已经发现通常以垂直方向定向的界面区段更有利。以该方向，通过槽160的液体样品中运载的任何小泡将向上升至界面区段中。这避免了小泡在测量区段中的积累，并预防了由小泡引起的对吸收测定的干扰。而且，该两个界面区段也可具有不同的定向。例如，第一界面区段可自测量区段为120度，且第二界面区段可自测量区段为90度。在图7中显示的另一实施例中，流通比色皿300在测量区段366的相反方向有第一界面区段362和第二界面区段364。该实施例中，通常将液体样品自第二界面区段364向上填入至流动槽360中。
而且，在上述的流通比色皿100中，第一倾斜内表面172和第二倾斜内表面174和第一外表面120和第二外表面140基本关 于该比色皿本体的纵轴2对称。然而,应理解,该第一内倾斜角\和第二内倾斜角a 2也可不同，且该第一外倾斜角^和第二外倾斜角可为不同的。在图7中显示的实施例中，第一倾斜内表面372和第二倾斜内表面374都沿相同的大致方向倾斜，而不是如比色皿100中的沿相反方向。因此，第一外表面320和第二外表面340也都沿大致相同的方向倾斜，而不是沿相反方向，这是由于以上根据Snell定律描述的光学关系。而且，如果该比色皿本体在两侧由不同材料制成，例如包括第一外表面和内表面的比色皿的部分由一种材料制成，而比色皿的包括第二外表面和内表面的部分由另一种材料制成，则各自的倾斜角可为不同的，因为这些材料的折射率间有差异。而且，取决于测量设备中的需要的流动特征，流动槽的测量区段可以不像图2中显示的水平，而是该测量区段可为图8中显示为倾斜的。如图8中所示，流动比色皿400在测量区段466的相反方向具有第一界面区段462和第二界面区段464。而且，第一和第二界面区段和测量区段相对于比色皿本体的纵轴2’都是斜的。然而，该第一和第二倾斜的内角和第一和第二外倾斜角可用上述的关于流通比色皿100相同的原理测定。该结构中，光源和光检测器可能不在同一平面上，然而，它们都可被定位以维持与比色皿的流动槽的测量区段的光学对齐。在可选实施例中，如有需要，该比色皿本体自身可倾斜一定角度。应注意，当比色皿本体倾斜时，该比色皿本体的纵轴2 (参见图2)远离绝对垂直方向倾斜。该情况下，界面区段的纵轴优选自绝对垂直方向倾斜不超过45度。该比色皿本体可由适用于分光光度测量的透明材料制成。合适的材料包括，但不限于，石英、丙烯酸玻璃、聚碳酸酯、尼龙或与待测的液体样品中含有的化学物质兼容的其他透明材料。优选地，该材料适用于塑料模塑，这促进了该比色皿的生产的便利性。如上所述，倾斜的内表面和外表面都被抛光以用于光学测量。图9-11描述了本发明的另一实施例中的流通比色皿500。如图所示，流通比色皿500具有通过将第一本体块510a和第二本体块510b连接形成的比色皿本体。该第一本体块510a包括第一外表面520，相对的连接表面580a，第一界面区段562，和流动槽560的测量区段566a的第一部分，该测量区段566a的第一部分包括第一倾斜内表面572。第二本体块510b包括第二外表面540，相对连接表面580b，第二界面区段564，和测量区段566b的第二部分，该第二部分包括第二倾斜内表面574。在这两个本体块中的测量区段的第一部分566a和第二部分566b的直径相同。该第一本体块510a和第二本体块510b与彼此靠紧设置的连接表面580a和580b固定在一起，且该测量区段的第一部分566a和第二部分566b彼此轴向对齐以形成连续的流动槽560。如图10和图11所示，每个本体块包括在其连接界面580a，580b上的密封沟槽582a和582b，它们分别包围流动槽的测量区段的部分。流通比色皿500含有置于这两个相对的密封沟槽582a，582b中的密封件501，例如0形环。当这两个本体块被固定时，该0形环在测量区段的第一部分566a和第二部分566b之间的界面周围被挤压以确保流动槽560的密封连接，参见图11中的横截面图。优选地，该密封件由弹性材料制成，该弹性材料与比色皿内待测的液体样品兼容。如图显不，第一本体块510a包含一对凸缘590a和592a,它们自横切第一外表面520的两侧自本体块延伸。凸缘590a和592a每一个分别含有水平方向的贯穿洞594a和596a。类似地，第二本体块510b包含一对凸缘590b和592b，它们自横切第二外表面540的两侧自本体块延伸。凸缘590b和592b的每个分别含有水平方向的贯穿洞594b和596b。当流通比色皿被组装时，这两个本体块通过固定装置连接在一起。可使用各种合适的固定装置，例如螺栓、螺钉、钉、粘合剂和其他已知的固定装置。当使用螺栓、螺钉或钉时，可利用贯穿洞594a、596a、594b和596b将它们固定。图9B显示了使用一对螺栓502以该方式将两个本体块固定在一起。如进一步显示的，每个本体块的每个凸缘还包含竖直方向的凹进处597a、597b、599a、599b，对着相对本体块的各自凹进处。当两个本体块连接在一起时，这些凹进处在形成的比色皿本体的两侧形成一对竖直贯穿洞。当安装至分光光度计时，可通过贯穿这两个竖直贯穿洞的固定装置将流通比色皿500固定至关联的测量设备中的支撑件。可从图11的横截面图中看出，流通比色皿500与上述的流通比色皿100具有基本相同的流动槽结构和倾斜的内表面和外表面。换句话说，在该显示的实施例中，第一和第二本体块基本彼此为镜像，相对于比色皿的纵轴对称。如图所示，在将第一本体块510a和第 二本体块510b如上所述的连接在一起后，形成了连续的流动槽560。因为测量区段的第一部分566a和第二部分566b具有相同的直径且这两部分是共轴的，因此该测量区段的内部为不间断的光滑圆柱体。第一倾斜内表面572和第一外表面520之间的关系,和第二倾斜内表面574和第二外表面540之间的关系与以上流通比色皿100中描述的关系相同。由此，光源和比色皿之间的光学对齐，和比色皿和光检测器之间的光学对齐与上面关于流通比色皿100描述的情况相同。而且，在一实施例中，两个连接表面580a和580b还可被涂成暗颜色，例如黑色。这还可减少沿着光路的可能的散射。可以理解的是，两个本体块的两个连接表面580a和580b横切测量区段的纵轴。此种结构确保两个倾斜内表面，以及它们的对应外表面，都具有不间断的整体结构。由此，这两个本体块可方便地生产和组装，而不影响上述的比色皿的光学性能。而且，该流动槽的测量区段的第一部分566a和第二部分566b之间的界面具有充分小的尺寸，这使得两个块之间的对齐变得容易并可方便且可靠地用0形环密封。如图10进一步所示，第一和第二本体块在包围第一界面区段562和第二界面区段564的开放出口的顶表面分别具有圆形凹进处563，565。当流通比色皿500安装于测量设备中时，第一界面区段562和第二界面区段564被分别连接至该设备的两个液体导管，如图I所示。包围每一个界面区段的开放出口的凹进处563，565用于接收密封件和/或固定件，其用于将导管与比色皿的流动槽的界面区段连接，并用于密封它们之间的连接界面。这两个本体块可使用塑料模塑生产。因为第一和第二本体块彼此为镜像，所以两个块都可使用单一模型制成。本发明的分光光度计可用于各种应用中的液体样品的分光光度测量，特别用于小体积的样品。在一个实施例中，该分光光度计用于测量例如外周血或尿的生物样品的血红素浓度。在一个示例性实施例中，包括流通比色皿500，光源20和光检测器50的分光光度计被集成至血液分析仪中，且流动槽的第一界面区段562和第二界面区段564分别连接至该血液分析仪中的第一和第二导管。在该血液分析仪上的血液样品的血红素测量中，小部分的血液样品，从约Iul至约10 yl，与预定体积的裂解试剂混合，该裂解试剂包含裂解剂和血红素配体或稳定剂，以约I :200至约I :1000的稀释比，优选为约I :300至约I :500混合。混合后，该样品混合物中的红色血细胞被裂解以向该样品混合物中释放血红素，且该释放的血红素与该配体形成色原体。然后，将该样品混合物自第一导管递送至流通比色皿500的流动槽560中。该样品混合物填满整个流动槽560，其一部分自第二导管流出。然后，该样品混合物的流被短时间停止，通常数秒，由此经过测量区段566的传输光的强度通过光检测器50测量。测量后，该样品混合物从流动槽被冲出，或者通过从第一导管输送清洗溶液，或者从第二导管输送清洗溶液以将来自第一导管的样品混合物推回。清洗后，该流通比色皿已准备好用于另一血液样品的测量。获得的强度用于根据比尔定律计算血液样品的血红素浓度。血液样品的血红素浓度的分光光度测量方法为本领域已知的。通常，该计算涉及血液样品和裂解试剂和用于稀释该血液样品的任何其他另外试剂的体积，待测量的色原体的吸收系数，测量的光程，测量的来自相同混合物的传输光的强度，和测量的来自空白的传输光的强度(通常测量自不含血液样品的稀释剂)。该分光光度计可用具有已知血红素浓度的校准剂校准。经校准后，在该血液分析器上分析的血液样品的血红素浓度被自动计算。
应理解，本发明的小型流通比色皿和包含该比色皿的分光光度计解决了在小样品体积分析中的几个有挑战的技术问题，特别是在近患者临床诊断测试中。第一，通过使用流动槽的测量区段的长度，而不是宽度或直径，作为用于光学测量的光程，流动槽的直径充分减少至实现比色皿中的槽的总容积的显著减少以及测量设备中的相关导管的显著减少，并维持用于精确分光光度测量的足够光程。结果，本发明的小型比色皿中整个流动槽的容积优选为仅约10 Ul至约60 yl。这尤其适用于近患者血液检测，其中通过患者的手指针刺收集的非常小体积的外周血可用于精确测量。而且，该小型尺寸仅使用小体积的试剂用于测量，和小体积的清洗溶液用于清洗流动槽，由此，这为提供试剂和清洗溶液并在一次性试剂盒或试剂筒中准备样品混合物提供了可行性。这些在接近患者检测中都是需要的。第二，通过使在通常处于垂直方向的流动槽的界面区段定向，该结构有效地减少了其中进行光学测量的测量区段中小泡的积累。第三，通过在两个弯转区段中提供倾斜的内表面并消除界面区段和测量区段之间的尖锐的弯转角，该小型比色皿促进了通过流动槽的液体样品的平坦流动，并消除了在死点形成的小泡。第四，除了因为界面区段和测量区段具有基本相同的直径而消除了死点，并且在流动槽中的液体限制被最小化。综合起来，这些结构特征有效地使得在液体样品经过比色皿时流动槽中的小气泡形成和积累的最少化，特别在测量区段。这成功地使得比色皿中的小气泡对样品混合物的吸收测量的干扰最少化或对其预防，并预防了临床诊断检测中血液样品的血红素测量的由小气泡引起的潜在误差。此外，已经发现,用本发明的小型比色皿,仅小体积的清洗溶液对于清洗比色皿的流动槽并维持流动槽的表面没有小泡来用于重复的和长期使用是足够的。第五，根据材料和液体样品之间的光学关系，按照需要进一步提供倾斜的平面内表面以及外表面的合适倾斜角，流动槽的测量区段与入射光和光检测器光学对齐。这减少了沿着光路的光散射和反射并提高了分光光度测量的精确度。虽然已经对本发明进行了详细描述并在附图中示图显示，但这些不应被认为是对于本发明范围的限制，而是应作为本发明的优选实施例的例证。然而，显而易见的是，在以上的说明书中描述的和所附的权利要求书及其法律等同物中限定的本发明的精神和范围内可进行各种 修改和变动。
权利要求
1.一种用于液体样品的分光光度测量的流通比色皿(100 ；200 ；300 ；400 ;500)，其包含 透明材料制成的比色皿本体(110 ;510a，510b)，所述比色皿本体包括第一平面外表面(120 ；320 ；520)和相对的第二平面外表面(140 ；340 ；540);和 穿过所述比色皿本体设置的流动槽(160 ；260 ；360 ；460 ;560)，所述流动槽包含第一界面区段(162 ；262 ；362 ；462 ；562)和第二界面区段(164 ；264 ；364 ；464 ；564)，它们通常沿所述比色皿本体的纵轴方向定向，其中每一个具有开放出口(162a，164a);连接所述第一界面区段和第二界面区段的测量区段(166 ；266 ；366 ；466 ;566a，566b);置于所述第一界 面区段和所述测量区段之间的第一弯转区段(165)处的第一倾斜平面内表面(172 ；372 ；572)，其朝向所述第一平面外表面；和相对的置于所述第二界面区段和所述测量区段之间的第二弯转区段(167)处的第二倾斜平面内表面(174 ；374 ;574)，其朝向所述第二平面外表面；所述第一倾斜平面内表面和第二倾斜平面内表面在其相对末端终止所述测量区段。
2.如权利要求I所述的流通比色皿(100；200 ；300 ；400 ;500)，其特征在于，所述第一倾斜平面内表面和第二倾斜平面内表面(172 ；372 ;572，174 ；374 ；574)的每一个相对于所述纵轴的倾斜角为约15度至约65度。
3.如权利要求2所述的流通比色皿(100；200 ；300 ；400 ;500)，其特征在于，所述第一倾斜平面内表面和第二倾斜平面内表面(172 ；372 ;572，174 ；374 ；574)为相对于所述纵轴对称。
4.如权利要求2所述的流通比色皿(100；200 ；300 ；400 ;500)，其特征在于，所述第一外表面(120 ；320 ；520)和所述第二外表面(140 ；340 ；540)相对于所述比色皿本体的纵轴倾斜。
5.如权利要求4所述的流通比色皿(100；200 ；300 ；400 ;500)，其特征在于，所述第一平面外表面和第二平面外表面(120 ；320 ;520，140 ；340 ；540)的每一个相对于所述纵轴的倾斜角不同于所述对应的倾斜平面内表面相对于所述纵轴的倾斜角。
6.如权利要求I所述的流通比色皿(100；200 ；300 ；400 ;500)，其特征在于，所述流动槽(160 ；260 ；360 ；460 ；560)的所述测量区段(166 ；266 :366 ；466 ;566a，566b)长度为约4mm 至约 25mm。
7.如权利要求I所述的流通比色皿(100；200 ；300 ；400 ;500)，其特征在于，所述第一界面区段和第二界面区段(162 ；262 ;362，462 ;562，164 ；264 ；364 ；464 ;564)，和所述测量区段(166 ；266 ；366 ；466 ；566a, 566b)具有基本相同的直径。
8.如权利要求7所述的流通比色皿(100；200 ；300 ；400 ;500)，其特征在于，所述直径为约0. 8至4. 0毫米(mm)。
9.如权利要求I所述的流通比色皿(100；200 ；300 ；400 ;500)，其特征在于，所述第一界面区段和第二界面区段(162 ；262 ;362，462 ;562，164 ；264 ；364 ；464 ；564)的每一个具有相对于所述测量区段的所述纵轴的约80度至约135度的其纵轴。
10.如权利要求I所述的流通比色皿(100;200;500)，其特征在于，所述第一界面区段和第二界面区段(162 ；262 ;562，164 ；264 ；564)的所述开放出口(162a，164a)沿相同方向设置。
11.如权利要求I所述的流通比色皿(500)，其特征在于，所述比色皿本体由第一本体块和第二本体块(510a, 520a)制成，所述第一本体块(510a)包括所述第一平面外表面(520)和相对的连接表面(580a)，所述第一界面区段(562)，且所述流动槽(560)的所述测量区段(566a)的第一部分包括所述第一倾斜的平面内表面(572);且所述第二本体块(520a)包括所述第二平面外表面(540)和相对的连接表面(580b)，所述第二界面区段(564)，且所述流动槽的所述测量区段(566b)的第二部分包括所述第二倾斜的平面内表面(574);所述第一本体块和第二本体块彼此连接在一起，以所述本体块的所述连接表面彼此靠紧连接在一起，且所述测量区段的所述第一部分和第二部分彼此对齐。
12.如权利要求11所述的流通比色皿(500)，其特征在于，所述第一本体块和第二本体块(510a，520a)的每一个在所述本体块的所述连接表面(580a，580b)上包含密封沟槽(582a，582b)，所述密封沟槽包围着所述流动槽(560)的所述测量区段的对应部分；和置于所述密封沟槽中的密封件(501)。
13.如权利要求11所述的流通比色皿(500)，其特征在于，所述第一本体块和第二本体块(510a，520a)的每一个包含一对凸缘(590a，592a，590b，592b)，它们的每一个包括适用于接收固定装置的贯穿洞(594a，596a，594b，596b)。
14.一种用于测量流通比色皿(100 ；200 ；300 ；400 ；500)中的液体样品的分光光度计，其包含 (a)透明材料制成的比色皿本体(110;510a，510b)，其包括第一平面外表面(120;320 ；520)和相对的第二平面外表面(140 ；340 ;540)，和贯穿所述比色皿本体设置的流动槽(160 ；260 ；360 ；460 ;560)，所述流动槽包含第一界面区段(162 ；262 ；362 ；462 ；562)和第二界面区段(164 ；264 ；364 ；464 ;564)，它们通常沿所述比色皿本体的纵轴方向定向，它们的每一个具有开放出口 ；连接所述第一界面区段和第二界面区段的测量区段(166 ；266 ；366 ；466；566a, 566b);置于所述第一界面区段和所述测量区段之间的第一弯转区段(165)处的第一倾斜平面内表面(172 ；372 ;572)，其朝向所述第一平面外表面；和相对的置于所述第二界面区段和所述测量区段之间的第二弯转区段(167)处的第二倾斜平面内表面(174 ；374 ;574)，其朝向所述第二平面外表面；所述第一倾斜平面内表面和第二倾斜平面内表面在其相对末端使所述测量区段终止； (b)邻近所述第一平面外表面设置的并适于通过所述流动槽的所述测量区段发射入射光束的光源(20)； (c)邻近所述第二平面外表面设置并适于接收通过所述流动槽的所述测量区段的传输光的光检测器(50)。
15.如权利要求14所述的分光光度计(10),其特征在于,所述光源(20)包含外壳(22)，所述外壳(22)具有暗内部的小室(24)和光出口(28)，该光出口 (28)靠紧所述比色皿本体的第一平面外表面设置，和置于所述外壳内的灯泡(30)，其朝向所述光出口。
16.如权利要求15所述的分光光度计(10)，其特征在于，所述光出口(28)的尺寸小于所述流通比色皿的所述流动槽的所述第一倾斜平面内表面的尺寸。
17.如权利要求15所述的分光光度计(10)，其特征在于，所述光源(20)的所述光出口(28)的中心与所述流通比色皿的所述流动槽的所述测量区段的中心轴光学对齐。
18.如权利要求14所述的分光光度计(10)，其特征在于，所述光检测器(50)包含具有小室(54)的检测器外壳(52)，所述小室(54)具有暗内部和光入口(58)，所述光入口(58)靠紧所述比色皿本体的所述第二平面外表面设置，和置于所述检测器外壳内的传感器(60)。
19.如权利要求18所述的分光光度计(10)，其特征在于，所述光检测器(50)的所述光入口的中心与所述流通比色皿的所述流动槽的所述测量区段的中心轴光学对齐。
20.如权利要求14所述的分光光度计(10)，其特征在于，所述比色皿本体由两个本体块(510a，510b)制成，所述本体块的每一个包括所述平面外表面(520，540)之一和相对的连接表面(580a，580b)，所述界面区段(562，564)之一，和所述测量区段(566a，566b)的一部分；所述本体块与所述本体块的连接表面连接在一起，彼此靠紧，且所述测量区段在每一个所述本体块中的的所述部分彼此对齐。
全文摘要
一种用于液体样品的分光光度测量的小型流通比色皿(100)，其包含透明材料制成的比色皿本体(110)，该比色皿本体包含第一外表面(120)和相对的第二外表面(140)，和穿过该比色皿本体设置的流动槽。该流动槽包括通常水平定向的第一和第二界面区段(162，164)，它们每一个具有开放出口(162a，164a)；连接该第一和第二界面区段的测量区段(166)；置于该第一界面区段和该测量区段之间的弯转区段(165)处的第一倾斜平面内表面(172)，其朝向该第一外表面，和设置于第二界面区段和测量区段之间的弯转区段(167)处的第二倾斜平面内表面(174)，其朝向第二外表面。该第一和第二倾斜内表面在其相对末端使测量区段终止。还提供一种包含该小型流通比色皿的分光光度计。
文档编号G01N33/72GK102753956SQ201080057706
公开日2012年10月24日 申请日期2010年11月19日 优先权日2009年12月16日
发明者比约恩·卢斯, 贡那·马格努松 申请人:布尔医疗设备有限公司