Устройство для анализа

Устройство для анализа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к усовершенствованию устройств для анализа, особенно для диагностического анализа, в частности устройств, используемых непосредственно в месте оказания медицинской помощи, например, в кабинете врача или у кровати пациента.

В настоящее время возможно осуществление различных видов диагностических анализов, например анализов на беременность, на количество сахара в крови, на гомоцистеин, на недостаток углеводов, на свертываемость крови, на количество холестерина в крови и т.д. Некоторые анализы пациенты могут проводить самостоятельно, некоторые делает лечащий врач, но многие, особенно те, что связаны с получением некоего количественного результата, в настоящее время проводятся в лаборатории, удаленной и от пациента, и от врача. Поэтому от момента взятия проб до их обработки проходит немало времени, кроме того, пациенту приходится еще раз посещать врача, чтобы узнать о результатах теста. Это не только доставляет неудобства пациенту, но также и увеличивает убытки пациента или организации, оплачивающей его лечение.

Таким образом, существует потребность в устройствах для анализа, пригодных к использованию непосредственно врачом или его ассистентами прямо в месте обследования пациента, особенно в случаях, где требуется получение количественных результатов.

Устройства для количественного анализа часто требуют очень точных измерений объема, наличия определенных реактивов и специальных индикаторов для разных типов анализов, поэтому на месте обследования неудобно устанавливать специализированное оборудование для анализа, предназначенное для устройств для проведения исследований широкого спектра, из соображений недостатка места и высоких затрат.

В связи с этим нами разработано устройство для анализа, которое, в предпочтительных вариантах выполнения, может применяться в местах ухода за больными, пригодно к проведению различных анализов, может быть использовано для получения результатов количественного анализа и имеет относительно невысокую стоимость.

В соответствии с первым аспектом изобретения предложено устройство для анализа, предпочтительно, устройство для диагностического анализа, содержащее:

i) картридж для анализа, включающий по меньшей мере две ячейки и пипетку, выполненную с возможностью помещения по меньшей мере в две из указанных ячеек и имеющую проксимальный конец и дистальный конец, причем дистальный конец закрыт мембраной, проницаемой для жидкости;

ii) держатель, выполненный с возможностью размещения в нем указанного картриджа;

iii) перемещающий механизм, выполненный с возможностью помещения указанной пипетки в выбранные ячейки картриджа;

iv) средство приложения давления газа, выполненное с возможностью присоединения к указанной пипетке для того, чтобы вызвать течение жидкости через указанную мембрану;

v) датчик излучения, позволяющий обнаружить излучение от ячейки указанного картриджа или от указанной пипетки; и, необязательно но предпочтительно,

vi) источник электромагнитного излучения.

Кроме того, в соответствии со вторым аспектом изобретения предложен картридж для анализа, содержащий по меньшей мере две ячейки и пипетку, выполненную с возможностью помещения по меньшей мере в две из указанных ячеек и имеющую проксимальный конец и дистальный конец, причем дистальный конец закрыт мембраной, проницаемой для жидкости.

Пипетка представляет собой трубку с отверстием на одном конце (дистальном конце), в которое может проникать жидкость при приложении пониженного давления на другом конце (проксимальном конце). В устройстве, описанном в предыдущих абзацах, дистальный конец пипетки оканчивается (закрыт) мембраной, проницаемой для жидкости. Проксимальный конец этой пипетки может быть открыт или закрыт, и если он закрыт, то очевидно, таким образом, что существует возможность приложить к этой пипетке давление с тем, чтобы она могла функционировать как пипетка. В одном из вариантов выполнения, описанном ниже, проксимальный конец пипетки, который должна закрывать мембрана, закрыт самоуплотняющейся мембраной (например, резиновой прокладкой), и давление может быть приложено через полую иглу, вставленную в мембрану. Или же проксимальный конец может быть закрыт съемной крышкой или пробкой, которая может быть удалена для обеспечения возможности приложения давления, либо ломким уплотнением, которое может быть разрушено для обеспечения возможности приложения давления.

Далее, в соответствии с еще одним аспектом изобретения предложено приспособление для анализа, содержащее а) держатель для картриджа, выполненный с возможностью размещения в нем предложенного картриджа для анализа; b) перемещающий механизм, выполненный с возможностью помещения пипетки указанного картриджа в его выбранные ячейки; с) средство приложения давления газа, выполненное с возможностью присоединения к указанной пипетке картриджа для того, чтобы вызвать течение жидкости через нее; d) датчик излучения, позволяющий обнаружить излучение от ячейки указанного картриджа или от указанной пипетки; и, необязательно, но предпочтительно, е) источник электромагнитного излучения.

Таким образом, комбинация предложенных приспособления и картриджа дает в результате предложенное устройство для анализа.

Картридж для анализа, предпочтительно, поставляется пользователю предварительно наполненным реактивами, необходимыми для проведения конкретного анализа или анализов, для которых требуется этот картридж. Если необходимы два или более реактива, и они не должны быть смешаны до проведения анализа, ими заполняют различные ячейки картриджа. Как правило, такие реактивы помещаются в ячейки в определенных количествах. В качестве реактивов, например, могут использоваться жидкости, порошки, шарики, покрытия на стенках ячеек, покрытия на шариках, или вещества, которыми пропитана мембрана пипетки, либо они могут быть вкраплены в нее. Если реактивы являются жидкостью, или они могут разложиться при соприкосновении с воздухом или во влажной среде, картридж может быть выполнен герметичным для предотвращения утечки жидкости и закрытия доступа воздуха и влаги к чувствительному реактиву. Герметичность просто обеспечивается благодаря тому, что картридж имеет основание, содержащее ячейки, и крышку, закрывающую ячейки, причем, при необходимости, между основанием, содержащим ячейки, и крышкой, закрывающей ячейки, может быть помещено уплотнение, непроницаемое для жидкости, например уплотнительное кольцо, и, если требуется, можно проложить сменное уплотнение, например, клейкую уплотнительную ленту вокруг внешнего соединения крышки и основания. В другом, более предпочтительном варианте выполнения, одна или несколько ячеек могут быть перед использованием загерметизированы фольгой: в этом варианте выполнения крышка, закрывающая ячейки, предпочтительно имеет резцы для прорезания уплотнений из фольги, закрывающих ячейки, чтобы пипетка могла быть вставлена в эти ячейки. В ином случае на крышке в местах, расположенных над верхними частями ячеек (или непосредственно над ячейками, содержащими жидкость), может находиться эластичный материал для того, чтобы при соединении крышки и основания в верхних частях ячеек образовывалось уплотнение, непроницаемое для жидкости. Этот материал может быть, например, нанесен на крышку в виде слоя, или же на крышке могут быть закреплены (например, приварены или приклеены) изготовленные из этого материала шайбы или прокладки. В одном из вариантов выполнения нижняя поверхность крышки имеет эластичные выступы, служащие стопорами для ячеек. Таким образом, стопоры служат для скрепления крышки и основания до того момента, как картридж будет использован для анализа, а после проведения анализа крышка и основание могут быть вновь соединены просто путем их принудительного скрепления для утилизации, так что стопоры снова оказываются вставленными в ячейки. Это имеет важное значение, особенно если в ячейках после проведения анализа находятся ядовитые или инфекционные вещества. Такие крышки могут, при необходимости, сниматься перед использованием; однако в предпочтительном варианте выполнения крышка служит для удержания пипетки, и, кроме того, она может служить для крепления средства приложения давления газа. В таком варианте выполнения перемещающий механизм может использоваться для перемещения основания относительно крышки для того, чтобы поместить пипетку в нужные ячейки во время различных этапов анализа.

В общем случае и в частности, если крышка картриджа снабжена эластичными стопорами для ячеек, расположенных в основании картриджа, предложенные устройство и приспособление предпочтительно содержат средства отделения крышки от основания с обеспечением возможности установки картриджа в указанное приспособление герметично закрытым. В одном из вариантов выполнения эти средства отделения содержат клин, который, проходя мимо вставленного картриджа, входит во взаимодействие с выступами на крышке и основании, например, с их отбортованными краями, для того, чтобы отделить их друг от друга. Желательно, чтобы эти средства отделения автоматически приводились в действие после загрузки картриджа, например при закрытии крышки корпуса, в котором расположен загруженный картридж, или при введении картриджа в этот корпус, например с помощью конвейера, который также может удалять картридж из корпуса после проведения анализа.

Для различных анализов, например для проведения различных исследований, можно изготовить разные типы картриджей для анализа; однако можно спроектировать картриджи, которые могут служить для двух или больше различных вариантов анализов. В подобном случае часто будет требоваться, чтобы картридж содержал две или более пипетки, оканчивающиеся мембранами, то есть чтобы для каждого анализа использовались отдельные пипетки.

Ячейки в картридже могут быть расположены как угодно в любом порядке, например, распределены на плоскости (например как в обычном луночном планшете), расположены в виде линейного ряда или же по кругу. Расположение по кругу и особенно в виде линейного ряда предпочтительно, поскольку благодаря этому упрощается механизм для перемещения картриджа между заданными положениями, то есть перемещающий механизм может просто перемещать картридж по линейной траектории или вращать.

Вариант расположения ячеек в виде линейного ряда наиболее предпочтителен, особенно в следующей последовательности: ячейка для обработки материала (возможен вариант, когда в этой ячейке до использования хранится оканчивающаяся капилляром пипетка, установленная на крышке картриджа, откуда она может быть снята, или же эта ячейка может быть изготовлена так, чтобы при использовании в нее можно было вставить оканчивающуюся капилляром пипетку, устанавливаемую на крышке картриджа); ячейка, в которой до использования хранится пипетка, оканчивающаяся мембраной, или еще одна оканчивающаяся капилляром пипетка, установленная на крышке картриджа; и еще одна ячейка или ряд из двух или более (например, до шести) ячеек, предназначенных для проведения анализа и обработки его результатов - эти ячейки могут содержать реактивы и до использования быть запечатаны фольгой, причем одна из этих ячеек может быть открыта с одного из концов или сбоку для того, чтобы было проще увидеть результат. При таком устройстве крышка и основание могут быть при необходимости отделены друг от друга до начала проведения анализа и вновь соединены после его завершения. Таким образом, в данном случае оценка результатов происходит в положении, когда крышка и основание отделены друг от друга. В этом варианте предпочтительно крышка и основание зафиксированы вместе, например при помощи защелки. Ячейка для обработки материала может, например, содержать сухой реактив для смешивания при проведении анализа, фильтр для отделения пробы (например, чтобы удалить эритроциты из пробы крови), или еще одну пипетку, которую можно было бы соединить с пипеткой, установленной на крышке (например, с пипеткой, оканчивающейся капилляром).

В то время как картридж должен содержать по меньшей мере две ячейки, одна или более ячеек из всех, имеющихся в картридже, может быть открыта с одного из концов или сбоку для того, чтобы было легче обнаружить излучение от пипетки, когда она расположена в данных ячейках. Так как необходимо уловить излучение от пипетки, находящейся в ячейке, то, по меньшей мере, часть стенки ячейки должна пропускать излучение, которое необходимо обнаружить.

При проведении анализа ячейки картриджа могут оставаться неподвижными; однако поскольку может потребоваться использование датчика, контролирующего ход проведения анализа, в общем случае предпочтительно, чтобы перемещающий механизм мог перемещать картридж между двумя или более заданными положениями, чтобы датчик мог определить излучение от разных ячеек картриджа. В другом менее предпочтительном варианте сам датчик может перемещаться между установленными положениями, или же при помощи подвижных зеркал можно изменять траекторию луча света, падающего от картриджа на датчик, чтобы достигнуть того же результата.

Таким образом, в предпочтительном варианте выполнения действие перемещающего механизма во время проведения анализа заключается в подъеме крышки картриджа и пипетки с основания, в котором расположены ячейки (или, более предпочтительно, в опускании основания от крышки), в перемещении основания относительно крышки (предпочтительно путем перемещения основания, например, линейно или путем вращения) для того, чтобы поместить пипетку над нужной ячейкой, затем в соединении крышки и основания для того, чтобы поместить пипетку в нужную ячейку и так далее, до окончания проведения анализа.

В процессе проведения некоторых анализов может потребоваться наклонять ячейки при переливании жидкости или перемешивать жидкость в ячейке, соответственно, желательно чтобы перемещающий механизм мог обеспечить наклон или перемешивание (например, раскачивание или встряхивание) по меньшей мере той части картриджа, на которой размещены ячейки.

Перемещающий механизм может управляться вручную, например представлять собой механический привод или привод, управляемый двигателем, приводимый в действие оператором на каждом этапе проведения анализа; однако, предпочтительно, чтобы перемещающий механизм представлял собой устройство, управляемое двигателем и приводимое в действие внешним, или более предпочтительно, встроенным компьютером, который бы осуществлял управление устройством для анализа.

Ячейки картриджа могут иметь любую нужную форму или объем; однако, предпочтительно, чтобы они имели форму прямостенных цилиндров или, менее предпочтительно, конически сужающихся цилиндров. Сечение таких цилиндрических ячеек может иметь любую нужную форму, например круг, овал, многоугольник (например, прямоугольник), полукруг и т.д. Основания ячеек могут быть плоскими или изогнутыми; однако ячейки, состояние которых нужно контролировать снизу во время анализа или по окончании его проведения, предпочтительно, должны иметь плоское основание. В наиболее предпочтительном варианте выполнения изобретения основание ячейки выполнено плоским и наклоненным, то есть расположено не горизонтально. Ячейки могут располагаться в твердом основании, или же, что менее предпочтительно, ячейки могут быть прикреплены к ленте, пластине, кругу, в виде лепестков или размещены иным образом. Стенки ячеек, например, при размещении их на твердом основании, предпочтительно должны быть изготовлены из пластмассы, а именно из прозрачной пластмассы, например из плексигласа, виниловых, стироловых или этиленовых пластмасс. Однако окончательный выбор пластмассы зависит от типа применяемых реактивов. В частности, было обнаружено, что предпочтительнее использовать пластмассы с хорошими оптическими свойствами и низкой проницаемостью для газа и/или жидкости. Для этих целей особенно предпочтительно использовать сополимеры альфа-олефинов (например, этилен и пропилен, особенно этилен) и циклические олефины (например, норборнен), например материал, продаваемый с фирменным названием Topas^® 8007 фирмой Ticona GmbH, расположенной во Франкфурте в Германии (Topas^® 8007 представляет собой сополимер этилена/норборнена). Желательно, чтобы пропускание света в таких сополимерах (измеренное согласно рекомендациям D1003 Американского общества по испытанию материалов при толщине стенки в 2 мм) составляло по меньшей мере 80%, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 90%; и проницаемость для паров воды (при 23°С и 85% относительной влажности, измеренную согласно DIN 53122 для образца с размерами 80×80×1 мм) не более чем 0,2 г·мм/м²Па, предпочтительно не более чем 0,05 г·мм/м²Па.

Типичные размеры ячеек являются следующими: внутренний диаметр от 3 до 20 мм, в основном от 5 до 15 мм, и объем от 0,1 до 5 мл, в основном от 0,5 до 1,5 мл.

Оканчивающаяся мембраной пипетка в предлагаемом картридже предпочтительно имеет цилиндрическую форму, и мембрана предпочтительно расположена у одного конца или, более предпочтительно, закрывает один конец. Другой, открытый, конец предпочтительно имеет такую форму, которая позволяет присоединить его к средству приложения давления газа, таким образом, что это соединение будет газонепроницаемым. Пипетка может быть выполнена из любого подходящего материала; однако, предпочтительным является прозрачная пластмасса или стекло. Мембрана может быть закреплена на пипетке любым подходящим способом, например сваркой (например, сверхзвуковой или термической), при помощи клея, вплавлением гранул материала, из которого изготовляют мембрану, и т.д.

Сама мембрана может быть изготовлена из любого подходящего материала, например, из пластика (например, из нейлона, полисульфона и т.д.), из стекла (например, из стекловолокна), из металла, и т.д. Однако особенно предпочтительно для изготовления мембраны использовать материалы на основе целлюлозы (например, армированную нитроцеллюлозу), поскольку подобные материалы просто не взаимодействуют с антителами или другими реактивами, применяемыми при анализе.

В различных вариантах выполнения изобретения мембрана предпочтительно выполнена плоской и расположена перпендикулярно оси пипетки; такие мембраны особенно эффективны при удалении жидкости из горизонтально расположенной ячейки с плоским или вогнутым дном.

Однако, в другом варианте, более предпочтительном, мембрана может быть плоской, но расположенной под углом к оси пипетки, например, под углом до 85° от перпендикуляра к оси, предпочтительно 10°-80° от перпендикуляра, более предпочтительно 50°-70° от перпендикуляра, особенно около 60° от перпендикуляра. Если пипетка и одна или несколько ячеек имеют прямоугольное (например, квадратное) сечение, то предпочтительно, чтобы в этом случае мембрана была расположена под углом, а основание одной или нескольких ячеек было расположено под тем же углом, для того чтобы основание было расположено по существу параллельно мембране, когда пипетка находится в этой ячейке.

Использование наклонной мембраны дает значительные преимущества, так как от этого зависит площадь поперечного сечения данной пипетки, при этом площадь поверхности мембраны тем больше, чем сильнее она наклонена относительно горизонтали, поэтому увеличивается площадь поверхности, которая исследуется или контролируется при проведении анализа. Наиболее неожиданно то, что применение наклонных мембран не только позволяет пропустить через мембрану практически все содержимое ячейки соответствующей формы, но при этом также обеспечивается и однородное поглощение по всей поверхности мембраны (то есть, если цветной аналит впитается мембраной, то она будет окрашена равномерно). Следующее преимущество заключается в том, что мембрану можно рассматривать сбоку, и при этом исключается попадание капелек проб вещества, реактива и т.д. на оптические детали устройства. Еще одно преимущество состоит в том, что на мембрану легко направить освещение, и при этом не будет сильно уменьшаться количество света, отражаемого в светоприемник. Следующее преимущество заключается в том, что даже при наличии проб цветных веществ (например, крови), можно наблюдать за поверхностью мембраны через стенку ячейки и, благодаря этому, остановить реакцию в определенный момент, когда на поверхности мембраны уже произошли нужные изменения, так как расстояние от мембраны до стенки ячейки может быть меньше, чем в случае с горизонтально расположенной мембраной, находящейся в наполненной жидкостью ячейке. И еще одно преимущество состоит в том, что образуется меньше пузырей между мембраной и наружной стенкой ячейки по сравнению с горизонтально расположенными мембранами, поэтому не требуется так сильно наклонять или тщательно встряхивать основание картриджа.

Пипетки, оканчивающиеся наклонной мембраной, ранее не применялись, поэтому, принимая во внимание дальнейшие аспекты применения изобретения, предложена пипетка, дистальный конец которой имеет цилиндрическую форму и оканчивается пористой мембраной, наружная поверхность которой находится под углом к плоскости, перпендикулярной к оси цилиндра указанного дистального конца, причем указанная пипетка предпочтительно является частью картриджа для диагностического анализа.

Применение ячеек с сечением прямоугольной формы особенно предпочтительно, поскольку благодаря этому снижаются потери жидких реактивов, которые вследствие капиллярного эффекта перемещаются и остаются в верхней части ячеек из-за изменений положения картриджей для анализа во время транспортировки или хранения. Необходимо, поэтому, чтобы углы в местах соединения стенок ячеек были как можно менее скруглены в верхних концах ячеек, например, имели радиус кривизны 0,5 мм или менее, например, 0,1 мм или менее. Однако, чтобы жидкие вещества, расположенные в нижней части ячеек, не накапливались в углах ячеек, желательно, чтобы в нижней части ячейки имелись скругленные углы, например, с радиусом кривизны по меньшей мере 0,5 мм, предпочтительно по меньшей мере 0,8 мм.

Если ячейка предназначена для считывания результатов анализа, например, при измерении поглощения света, проходящего через жидкость в ячейке, также особенно предпочтительно использовать ячейку прямоугольного сечения с наклонным основанием. Таким образом, путем соответствующего выделения участка ячейки, так чтобы он бил видимым для датчика, можно измерять количество света, проходящее либо через всю ширину ячейки, либо через более узкий участок в основании ячейки (а именно, участок между боковой стеной и наклонным основанием). Таким образом, длина пути света через ячейку может быть увеличена или уменьшена путем перемещения видимого сечения вверх или вниз. Поэтому, например, если оптическая плотность содержимого ячейки высока, длина пути может быть сокращена.

Кроме того, путем измерения интенсивности светопередачи для двух или более длин пути (например, в сужающейся части у основания ячейки и выше нее) может быть определена и учтена при измерениях поправка на дополнительный сигнал, поступающий от стенок ячеек.

Если необходимо измерить количество рассеянного света (например, когда исследуемая проба вещества содержит частицы или агломераты, или это вещество флуоресцентно или фосфоресцентно), опять же необходимо использовать ячейки прямоугольного сечения, причем падающий свет должен направляться перпендикулярно одной паре стенок ячейки, а рассеянный свет должен измеряться датчиком (например, цифровой камерой), направленным на одну из других стенок. Если картридж представляет собой ряд ячеек, расположенных линейно, предпочтительно, чтобы ячейка для проведения измерения количества рассеянного света находилась на краю ряда.

Данные ячейки с наклонными стенками также ранее не применялись, поэтому возникают дополнительные аспекты данного изобретения.

Таким образом, в соответствии с еще одним аспектом изобретения предложено устройство для анализа, содержащее:

i) картридж для анализа, содержащий, по меньшей мере, одну ячейку и пипетку, которая может быть помещена по меньшей мере в одну указанную ячейку, причем по меньшей мере одна указанная ячейка имеет две параллельные плоские боковые стенки, соединенные нижней стенкой, которая имеет по меньшей мере одну плоскую грань, нормаль к поверхности которой компланарна с нормалями к параллельным плоским поверхностям указанных боковых стенок и не перпендикулярна этим нормалям;

ii) держатель, выполненный с возможностью размещения в нем указанного картриджа;

iii) перемещающий механизм, предназначенный для помещения указанной пипетки в выбранные ячейки указанного картриджа;

iv) средство приложения давления газа, выполненное с возможностью присоединения к указанной пипетке для того, чтобы вызвать течение жидкости через указанную мембрану; и

v) датчик излучения, позволяющий обнаружить излучение от ячейки указанного картриджа или от указанной пипетки.

В таком варианте основание предпочтительно выполнено плоским и наклонено под углом к горизонтали, как описано выше, а ячейка предпочтительно имеет прямоугольное сечение. Кроме того, картридж предпочтительно содержит по меньшей мере одну пипетку, оканчивающуюся капилляром, и/или пипетку, оканчивающуюся мембраной, такую как здесь описано.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предложен картридж для анализа, содержащий по меньшей мере одну ячейку и пипетку, которая может быть помещена по меньшей мере в одну указанную ячейку, причем по меньшей мере одна указанная ячейка имеет две параллельные плоские боковые стенки, соединенные нижней стенкой, которая имеет по меньшей мере одну плоскую грань, нормаль к поверхности которой компланарна с нормалями к параллельным плоским поверхностям указанных боковых стенок и не перпендикулярна этим нормалям.

Кроме пипетки, оканчивающейся мембраной, предложенные картриджи могут содержать еще одну или более пипеток, также предпочтительно закрепленные в крышке картриджа, например, для точного измерения объема реактива или пробы вещества или для смешивания реактивов и проб вещества. В одном из наиболее предпочтительных вариантов выполнения картридж содержит оканчивающуюся капилляром пипетку, при помощи которой набирается требуемое количество жидкости из пробы вещества вследствие действия капиллярного эффекта. Точнее, желательно, чтобы капилляр этой пипетки выходил далее в полость большего внутреннего диаметра, чтобы вследствие действия капиллярного эффекта заполнялся лишь ее капиллярный конец. Когда конец пипетки вынут из окружающей жидкости, его содержимое может быть введено в ячейку картриджа под давлением или втянуто далее, в ту часть пипетки, что расположена над капиллярным концом и полостью.

В другом варианте изобретения картридж может содержать пипетку, оканчивающуюся капилляром, вместо пипетки, оканчивающейся мембраной. Как будет показано далее, подобный картридж может, например, использоваться для анализа на время свертывания.

Внешний диаметр оканчивающейся мембраной пипетки, предпочтительно, должен быть меньше внутреннего диаметра ячейки по меньшей мере на 0,8 мм, например, на 1-5 мм, особенно предпочтительно на 1,5-2,5 мм, для того, чтобы газ мог свободно проходить между стенкой ячейки и пипеткой во время прохождения жидкости сквозь мембрану пипетки и для того, чтобы гарантировать по существу полный забор жидкости из ячеек. Зазор также позволяет поместить в ячейку жидкость (например, 200 мкл) и оканчивающуюся мембраной пипетку перед тем, как жидкость будет втянута в пипетку.

Хотя пипетка и ячейки могут иметь одинаковую форму в сечении (то есть круглую, квадратную и т.д.), иногда может быть предпочтительно, чтобы их формы слегка отличались, например, пипетка имела круглое сечение, а ячейка эллиптическое, так как это препятствует при всасывании прижатию оканчивающейся мембраной пипетки к основанию ячейки. Эта проблема также может быть решена путем придания концу пипетки или основанию ячейки слегка неправильной формы, например, можно предусмотреть в них углубления или выступы.

В наиболее предпочтительном варианте выполнения картридж содержит: основание, содержащее несколько, например от 2 до 8 или 10 ячеек, по меньшей мере в двух из которых, а предпочтительно, по меньшей мере в 3 нет жидких реактивов и, по меньшей мере, в одной из которых содержится жидкий реактив; и крышку, в которой закреплена оканчивающаяся мембраной пипетка таким образом, что конец пипетки, на котором расположена мембрана, помещен в одну из пустых ячеек, а открытый конец пипетки выходит наружу на поверхность кожуха, и есть возможность сообщения с другой ячейкой, свободной от жидкости, через отверстие для перемещения проб вещества, проходящее через кожух. Если требуется, открытые концы пипетки и отверстие для перемещения проб вещества могут быть закрыты съемными уплотнениями, предусмотренными для этого. Пока на крышке не установлены заглушки, герметично закрывающие ячейки, или пока ячейки не закрыты герметично, так как это описано выше, предпочтительно, чтобы было предусмотрено добавочное съемное уплотнение, для того, чтобы закрыть снаружи место присоединения крышки к основанию, а также должно быть предусмотрено уплотнительное кольцо или другие уплотнения между крышкой и основанием, по меньшей мере, у ячеек, содержащих жидкость. Тем или иным способом, внутренняя часть картриджа изолирована от воздуха и влаги до его использования. Предпочтительно основание и крышка имеют углубления или выступы для взаимодействия с держателем картриджа и перемещающим механизмом для обеспечения правильного расположения крышки и основания в процессе проведения анализа, а если на крышке расположены заглушки для герметичного закрывания ячеек, то также для взаимодействия с описанным выше отделителем, предназначенным для разделения крышки и основания в процессе проведения анализа.

Предпочтительно основание и крышка выполнены таким образом, чтобы пипетка, оканчивающаяся мембраной, могла быть помещена внутрь "ячейки для считывания" или могла находиться в таком положении вне ячейки, чтобы при этом датчик мог воспринять излучение, исходящее от пипетки. Такая "ячейка для считывания" может, например, иметь прозрачное плоское основание или плоскую боковую сторону, через которые свет может попадать на датчик. В случае, если исследования проводятся в месте вне ячейки, может, например, использоваться отверстие в основании, открытое на конце, или часть основания с удаленной или вырезанной боковой стенкой для того, чтобы свет от пипетки попадал прямо на датчик, не проходя через материал, из которого сделано основание.

Использование "ячейки для считывания" предпочтительно, так как благодаря этому уменьшается вероятность попадания капелек реактивов или проб вещества внутрь устройства для анализа. В случае, когда исследования проводятся с помощью наклонной мембраны, можно избежать использования специальной ячейки для считывания, так как после обыкновенного извлечения мембраны из жидкости в ячейке или всасывания жидкости через мембрану в пипетку поверхность мембраны становится готовой к исследованиям.

В одном из вариантов выполнения основание может быть изготовлено так, чтобы под дном ячейки для считывания находилась зеркальная поверхность (например, поверхность пластмассовой призмы), которая отражала бы свет, падающий от дна ячейки для считывания, например, меняла бы его направление с вертикального на горизонтальное. Таким образом, датчик можно разместить не под картриджем и, тем самым, избежать опасности попадания пыли или жидкости на датчик. Призма может быть изготовлена подобно линзе Френеля в виде единого элемента из нескольких отдельных параллельных элементов. Призма подобной конструкции названа здесь "призмой Френеля", и такие призмы и их применение, например, для изменения направления света в оптических устройствах, например, в устройствах для анализа, представляет собой один из аспектов настоящего изобретения. Уменьшить или устранить искажения изображения, вызванные искривлением поверхности, часто наблюдаемым у пластмассовых отливок толщиной более нескольких миллиметров, можно с помощью пластмассовой призмы Френеля, причем этот вариант предпочтительнее, чем использование обычной пластмассовой призмы с такой площадью поверхности, при которой поглощается то же количество света. Таким образом, использование для отражения света призмы Френеля, установленной на основании картриджа, особенно предпочтительно для устройств, выполненных согласно данному изобретению. Обычная "призма Френеля" представляет собой конструкцию из прозрачного материала, ступенчатую с одной стороны и плоскую с другой - свет, падающий в направлении нормали к горизонтальной части ступеньки, внутри отражается плоской поверхностью и выходит в направлении нормали через вертикальную часть ступеньки. Поэтому в результате, она действует как зеркало. Однако при использовании наклонной мембраны, в общем случае, нет необходимости в использовании такой призмы Френеля.

В предложенных картриджах проксимальный или "открытый" конец по меньшей мере одной пипетки предпочтительно герметизирован с помощью эластичной самоуплотняющейся мембраны, например резиновой мембраны, которая может быть проколота полой иглой для обеспечения возможности приложения давления газа. В этом варианте выполнения предпочтительно в пипетке между ее концом и эластичной мембраной находится резервуар для отходов. При таком варианте выполнения жидкость в картридже может быть втянута в резервуар для отходов во время проведения анализа или после этого для того, чтобы при удалении и утилизации использованного картриджа не происходило утечки отходов.

Средство приложения давления газа в предложенном устройстве может, например, содержать насос, трубопровод от насоса до места крепления на картридже и, необязательно, по меньшей мере один резервуар и вентиль по меньшей мере на два положения. Добавление резервуара вместимостью, например, в один литр или более, и предпочтительно по меньшей мере двух резервуаров, позволяет на короткое время прикладывать к пипетке давления выше и/или ниже давления окружающей среды, причем колебаниями величин этих давлений во времени можно будет пренебречь в связи с тем, что пипетка может быть изолирована от насоса, и из-за относительно небольшого изменения давления внутри резервуара во время приложения давления (так как резервуар имеет относительно большие размеры). Между моментами приложения давления давление в резервуаре может быть возвращено к нужному уровню при помощи насоса. Так как для вентилирования пипетки может потребоваться подать внутрь нее воздух и/или обеспечить внутри нее давление выше и ниже давления окружающей среды, желательно перед пипеткой установить на трубопроводе многопозиционный вентиль для того, чтобы обеспечить возможность подачи различного давления. Предпочтительно, чтобы управление вентилем, который желательно должен иметь и закрытое положение, в котором полностью исключено прохождение газа к пипетке или от нее, осуществлялось при помощи компьютера. Однако, использование резервуаров с определенным давлением, которые описаны выше, приводит к относительному увеличению размеров устройства и приспособления, выполненных согласно изобретению. Так как желательно, чтобы указанное приспособление было портативным, предпочтительно использовать вместо резервуаров поршневой насос (например, шприц), соединенный через трубопровод (предпочтительно, минимального размера) с местом крепления картриджа. Конечно, особенно предпочтительно было бы использование нескольких присоединенных поршневых насосов, каждый из которых присоединен к отдельному месту крепления на картридже таким образом, что когда картридж установлен на месте, при включении насосного двигателя все насосы приводятся в действие. В этом варианте выполнения к картриджу, предпочтительно, подключаются неактивные и активные устройства для взаимодействия с каждым и