专利名称：样品冲切装置及方法
技术领域：
本发明涉及对设计用于从生物样品中去除一部分以便在分析中使用的装置的改进。
背景技术：
在一些应用中，作为用于试验的生物样品的主要来源，介质上的干样品日益普遍。在高生产量的情况下需要自动化的解决方案。这通常涉及使用标准化形式的样 品容器，(例如，标准尺寸的试管)以及使用标准化形式的架以保持那些试管，或结合所 述容器的标准化形式的试验室用板(例如，用于板/试管架的SBS覆盖物(footprint)。容 器几乎总是圆形的。典型地，一旦盘片被冲切进入到容器内，作为该方法的一部分，液体随后被加 入到容器内。通常在所述方法之后，液体必须通过诸如吸管的装置被手动或者自动地从 容器中抽出。有时，作为进入到吸管尖的液体流的一部分，被冲切出的盘片卡在吸管尖 上或吸管尖的端部中，阻挡了液体流。这在使用介质上的干样品的试验室中是的常见问题。此外，在某些应用中，偶尔地，与液体的反应需要提供比在与容器直径相同的 圆盘中所具有的样品材料更多的样品材料。虽然能够使用一些器械将多个样品冲切到一 个容器内，但有时所述多个盘片可能彼此叠置在容器底部，因此限制了液体与被冲切出 的盘片的表面区域(干生物样品放置在该表面区域上)之间的接触程度。本发明旨在减 轻这些问题和/或提供更加可靠、可重复的性能。
发明内容
在一个优选的方面，本发明涉及冲切出直径大于容器的直径的盘片，将该盘片 折叠成弯曲形状以使该形状的最终“净(gross)”尺寸之一小于容器的直径，然后，当折 叠盘片在其行程的终止处脱离冲头时，操纵折叠的盘片的运动，以使长尺寸移至竖直方 向，并且使该折叠盘片随后能够通过特定的槽道落入容器内。当该盘片落入容器内时，它通常会使自己卡在(圆形)容器的壁的一部分上， (即，以使盘片的曲线与容器壁的曲线匹配)从而允许吸管尖插入到容器内而不受被冲切 的盘片的干扰。通常，弯曲的盘片将具有记忆性并移动至与容器壁的曲率进一步匹配的 形状。另一示例涉及冲切矩形盘片以得到更大的样品材料，但是该矩形盘片不具有折 叠的盘片能够使其本身对准抵靠容器壁的优点，并允许相似装置的吸管能够接近。
为了使本发明更易于理解，并实现实践效果，现将参考示出本发明的优选实施方式的附图，其中，图1是根据本发明的优选实施方式的冲切装置的前视图；图2是图1的冲切装置沿图1的线C-C的局部剖面侧视图；图3是图1的冲切装置沿图2的线D-D的局部剖面前视图；图4是根据本发明的另一优选实施方式的冲切装置的剖开立体图；图5是用于另一实施方式的冲切装置的冲头的前视图；图6是用于另一实施方式的歧管的放大剖开立体图；以及图7是另一实施方式的槽道的放大剖开立体图。
具体实施例方式考虑到在此公开的本发明的说明及实践，对于本领域那些技术人员来说本发明 的可替换的实施方式将是显而易见的。该说明及示例仅被认为是示例性的，本发明的真 实范围及精神通过下文的权利要求表示。图1至图3示出了冲切装置10的优选实施方式，该冲切装置10具有冲头100、 歧管组件102、以及槽道104。下面将描述优选的元件及它们之间的相互关系。参见图2，冲头100包括通道106，该通道106用于使得推顶杆110从中穿过。 冲头100具有中心纵向轴线CLA。通道106优选地从冲头100的CLA偏移。推顶杆110 适于促使介质盘片通过冲头100被去除脱离冲头100的底部108，折叠盘片的长尺寸的一 端首先向下移动。推顶杆110优选地与安装在通道106的顶部的弹簧相联。歧管组件102，优选地在冲头的拉模板的紧下方连接于冲头100。歧管组件102 优选地包括用于流入空气(使用小泵)的空气入口 112，以及空气出口 114，所述空气入 口 112在歧管的与应用真空的一侧相对的一侧上(方向1)，真空泵连接于所述空气出口 114，以便于当冲头及冲切的盘片通过歧管102时，从歧管中抽出灰尘(方向2)。歧管组 件102还优选地包括入口腔116以及出口 118，所述入口腔116与冲头100的底部108连 通，所述出口 118用于与槽道104连接。如图2所示，槽道104优选地包括入口 120、弯曲部分122以及出口 124，所述 入口 120用于与歧管组件102的出口 118连接，所述弯曲部分122构造为相对于冲头100 的CLA成一定角度。槽道104优选地还包括接近入口 120的诸如销126的突出部。已经描述了该冲切装置的优选部件，现将参考图2及图3描述优选的使用方法。冲头100用于去除含有干生物样品的介质的一部分20。至少一个在通道106 (见 5)中的推顶杆110，(见图2及图3的4及8)优选地与冲头100的CLA偏移，以便于促 使盘片20从冲头100的底部108脱离，使折叠盘片20的长尺寸的一端首先向下移动。空 气被引入到通道106的顶部(优选地向下压折叠盘片20的前缘，而且在通道106中产生 正的空气压力以防止纸屑进入该通道内，这能够潜在地导致样品之间的交叉污染。也可 沿方向2(图2)横向引入空气通过歧管组件102以便于在冲头100以及被冲切的盘片20 穿过歧管组件102时，将灰尘从歧管中抽出。冲头100及盘片20运行到槽道104的一部分内，其中该槽道的直径基本上稍大 于折叠盘片20的小尺寸。槽道104的中心优选地相对于冲头100的中心偏移。槽道104的 销124优选地与折叠盘片20的后缘接触以便于当盘片20开始脱离冲头时，暂时(briefly)地延迟盘片20的下落(见图2及图3的7及8)。抬起折叠盘片的后缘，同时正向弹射前 缘的作用，导致折叠盘片20在槽道104中采取优选的方向。槽道104优选地控制为使其 能够在盘片通过槽道落入容器内的前不久时落在接收容器的顶部上。槽道的出口 124与 容器之间的间隙通�？稍诖笤糽-3mm范围内。优选地，槽道104包括一个或多个检测器以确认盘片20已经成功地穿过槽道。 一旦检测到盘片20已经成功地穿过槽道，就抬起槽道104。如果检测器没有检测到盘片 已经穿过槽道104，该系统可编程为以这样的方式工作槽道104根据需要上下移动以 去除盘片。该系统优选地包括用于将适当的接收容器置于槽道端部下方的计算机控制装置。应当理解，上述某些步骤可以以不同顺序、变化或省略地执行而完全不会偏离 本发明的范围。现将参考图4至图7中示出的冲切装置200描述使用直(而不是弯曲的)槽道的 本发明的另一实施方式。图4中示出的冲切装置200包括冲头201以及冲头盖202，该盖 结合有进气口 203。冲头201操作性地与两个推顶杆204相联，所述两个推顶杆204被各 自的弹射弹簧205偏压。冲头201具有切割轮廓部分206，如图5所示。参见图6，示出冲头歧管，其包括冲头导向件207以及具有环面209的冲头模具 208。该歧管还包括端口 210，其适当地用于应用真空以抽出不希望有的颗粒物，例如当 盘片被从样品介质中冲切时产生的尘�？帕＃约捌渌廴疚�。图7中示出为用于从切 割装置200中接收被冲切的盘片的直槽道211。槽道211包括通常在第一上端处的导向板 212以及在其下端处的点型探测器213。用于推顶杆204的弹簧205提供向下的力以协助从冲头201的底部的切割轮廓 206释放被冲切的盘片。位于冲头201前部——在该处，盘片的边缘取向为向下进入槽道 211内——的推顶杆较长，或弹簧的偏压较大，或二者皆有。直槽道——其在图6中适当地竖直布置——设计为减少被冲切的盘片被卡在弯曲 槽道(图2)中的可能性，如在弯曲槽道中有时会发生的那样。图4中所示的冲头内的空气系统可构造为使空气压力能够被加入到弹射器系统 内以防止在冲头底部的孔周围堆积纸尘和/或棉绒，弹射器在冲头底部的孔处突出，或 可替换地，应用真空以去除灰尘。在某些应用中，已经发现正压构造优于真空布置。在可使用本发明的某些应用中，在样品上进行的试验的灵敏度可达到即使在 冲切系统中从一个样品至下一个样品转移(carry-over)非常少量的颗粒也可足以使得对关 于第二个或随后的样品的试验的结论产生怀疑。特别在所考虑的试验用于诊断提供样品 的主体是否具有特别的疾病或异常的情况下是这样。典型地，该试验涉及诸如那些扩增 特定DNA类型(诸如疾病类型)的评估过程。已知C范围的特定水平的紫外线辐射应用——通常波长在230-280nm的范围 内，但具体在254nm左右——将损害水合状态或脱水状态的DNA。在评估过程中，受损 的DNA将不会被扩增，并且因此在试验中不被识别。为了基本消除在一个样品与下一个样品之间转移的任何颗粒从而混淆第二次试 验的结果的可能性，在一种实施方式中，所述装置可装备UVC辐射源，UVC辐射源将暴 露于该装置的适当表面一段足够的时间以破坏任何可能成为交叉污染源的残余颗粒。这种暴露发生在每个新样品的冲切之间。由于应用了 UV，在残余颗粒上的任何DNA不被 识别为被检测的疾病类型，并且因此不混淆试验结果。该装置的适当的表面是那些与样品直接接触的表面或那些与来自样品介质的在 处理过程中从样品中松脱的颗粒相接触的表面，例如那些例如，空中的(颗粒)。前面的描述仅作为示例，并且可以进行较大的变型而不脱离本发明的范围。例 如，冲头的凹部底面可与冲头的中心纵轴线成除90度外的其它角度，以协助盘片脱离冲 头的端部，使得协助盘片在槽道中处于优选取向。可使用空气取代冲头中的推顶杆。在 冲头中可以有两个推顶杆，其具有不同长度并使用相同的方法驱动盘片脱离冲头，(例 如，两个相同尺寸的弹簧)，或两个相同长度的弹射器，但是具有驱动盘片脱离冲头的不 同的装置，即，在盘片的前缘提供比后缘所提供的更大的力。可适用于本发明的系统或系统的元件的示例包括那些在美国申请 No. 10/982,539，题目为“用于分析试验室样品的系统及方法(System andMethod for Analysing Laboratory Samples) ”(公开号 No.2005/0129579)；美国申请 No.11/148,094， 题目为“用于检测生物样品的方法及装置(Method and Apparatus for Inspecting BiologicalSamples) ” (公开号No.2005/0287678)；国际申请No.PCT/AU2007/000171，题 目为“生物样品收集装置(Biological SampleCollection Device)”，以及国际申请No.PCT/ AU99/00485,题目为“冲切装置(a Punching Apparatus) ”中描述的示例，上述文献公开 内容通过引用并入本文。对于一种实施方式所描述的特征可应用于其它的实施方式，或与其它实施方式 的特征适当地结合或互换，而不脱离本发明的范围。应当认识到，上面仅作为本发明的说明性的示例而给出，并且对本领域的技术 人员来说是显而易见的所有那些对其所进行的改进以及变型都被视为落入在此描述的本 发明的较宽的范围和界限以内。
权利要求
1.一种获得含有干生物样品的介质的一部分以便在试验中使用的方法，包括 去除含有干生物样品的介质的一部分；改变所述部分的形状以具有非圆形的水平横截面；以及 将所述部分转移至容器内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改变步骤包括将所述部分折叠成具有非圆 形的水平横截面。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转移步骤包括移动所述部分穿过槽道，所 述槽道的最大横截面尺寸小于所述部分的最大横截面尺寸。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述去除步骤包括使用模具冲头冲切掉所述介 质的一部分。
5.一种获得含有干生物样品的介质的一部分以便在试验中使用的方法，包括 去除含有干生物样品的介质的一部分；折叠所述部分；以及 将所述部分转移至容器内。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述折叠步骤包括将所述部分折叠为弯曲形状。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，整个所述部分是弯曲的。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述转移步骤包括移动所述部分穿过槽道，所 述槽道的最大横截面尺寸小于所述部分的最大横截面尺寸。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所去除的部分在折叠之前是圆形的。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述去除步骤包括使用模具冲头冲切掉所述 介质的一部分。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括，在所述容器内定向所去除的部 分以使所去除部分的最长尺寸在容器内是基本上竖直的。
12.一种用于获得含有干生物样品的介质的一部分以便在试验中使用的装置，包括 冲头，所述冲头用于去除含有干生物样品的介质的一部分，所述冲头具有带有最大横截面尺寸的冲切面；以及槽道，所述槽道用于转移由所述冲头去除的部分，所述槽道的最小横截面尺寸小于 所述冲头的所述面的最大横截面尺寸，所述槽道具有在所述冲头的底面下方的入口。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述槽道包括与所述冲头的中纵轴线成一定 角度的部分。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述槽道包括相对于所述成角度的部分成一 定角度的出口。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述出口的中纵轴线定向为基本平行于所述 冲头的所述中纵轴线。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其中，所述出口构造为与用于保持所述部分 的容器相接合。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的装置，还包括用于保持所述部分的容器。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的装置，还包括推顶杆，所述推顶杆用于保持从含有干生物样品的介质中去除的部分的一部分。
19.根据权利要求18所述的装置，还包括第二推顶杆。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述第二推顶杆的长度与所述推顶杆的长度 不同。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的装置，还包括适于检测所去除的部分是否 已经通过所述槽道的检测器。
22.根据权利要求21所述的装置，还包括计算机控制机构，其用于一旦所去除的部分 已经通过所述槽道就移动所述槽道。
23.根据权利要求12至22中任一项所述的装置，还包括计算机控制机构，所述计算 机控制机构构造为使所述容器前进而处于所述槽道下方。
24.根据权利要求12至23中任一项所述的装置，还包括紫外线辐射源，所述紫外线 辐射源用于选择性地将所述装置的与样品接触的表面暴露于所述辐射源。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述与样品接触的表面包括所述冲头和/或 所述槽道。
全文摘要
一种冲切装置(10)以及用于将盘片样品(20)从含有干生物样品的介质中传送至试验使用的容器内的方法。一方面，例如通过折叠改变盘片的形状，以使具有较大横截面尺寸的盘片可以装入到横截面尺寸小于从介质中冲切得到的盘片的容器中。
文档编号G01N1/04GK102016538SQ200980110271
公开日2011年4月13日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年2月25日
发明者布雷德利·F·达文, 艾伦·大卫·莫里森 申请人:比兹帕克(澳大利亚)有限公司
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