專利名稱：通過測量電容來測量容器中的液體的配給體積的方法
通過測量電容來測量容器中的液體的配給體積的方法本發(fā)明涉及生物自動分析儀。更具體而言，本發(fā)明涉及一種通過測量電容測量分 析容器中配給的液體體積的方法。在用于生物解析或分析自動儀器的自動化裝置中，確定配給到分析容器中的液體 量對于確定所獲結果的相關性是首要的。實際上，在分析的每個步驟，必須測量配給到容器 中的液體的體積，也要確認所述容器中存在感興趣的液體。這種情況不僅適用于待分析的 生物樣本，而且也適用于分析過程中使用的試劑和沖洗液。因此，這種體積管理問題更一般 地屬于質量管理，其目標不僅在于改善這種自動分析儀提供的結果，而且在于提高所述結 果的可靠性。實際上，所獲結果的可靠性和可重復性取決于配給體積的精確度和可重復性。這種職責還受到實施更嚴格規(guī)則的支配，尤其是從2003年12月生效的CE IVD(體 外診斷)標準。已經(jīng)描述了采用測量容器，尤其是反應杯型容器中液體體積的方法的裝置。某些裝置基于液體體積的間接測量。這尤其發(fā)生于不使用任何液體流的自動分析 儀中；換言之，發(fā)生于借助氣動裝置執(zhí)行流體管理的自動裝置中。在這種情況下，可以控制 流體管理電路中包含的空氣壓力。于是，改變位于抽取注射器和發(fā)生于針中被抽回或配給 的液體之間空氣的壓力分布能夠評估抽回或配給的液體的體積。借助于空氣的可壓縮性，這種間接測量技術是可行的。但經(jīng)證實，不可能利用其中 管理液體的系統(tǒng)是基于使用液體流的自動分析儀來實現(xiàn)，因為液體是不可壓縮的。除了這樣的體積測量之外，其他自動裝置使用配給之后容器中液面高度的測量來 由此推斷配給的液體的體積。于是，第一類型的裝置由發(fā)射器_接收器類型的光學裝置構成，其通過改變空氣 和液體之間折射率的差異來透過容器壁測量液面高度。這種類型的裝置和方法的缺點在于它們僅能用于透明容器?，F(xiàn)在，生物自動分析 儀常規(guī)上使用基于化學發(fā)光的揭示模塊，其涉及在全黑的狀態(tài)下執(zhí)行檢測。因此，必須要使 用不透明容器就不能采用這種體積測量工具。其他光學裝置也使用空氣和液體之間的折射率差異來測量容器中液體的液面高 度或體積。然而，與上述裝置不同的是，后者是侵入式的。實際上，發(fā)射器，通常為光纖，與 液體接觸。這導致入射光束的折射變化并因此導致出射光束的改變，向裝置表明其已經(jīng)接 觸液體。例如，在專利US-4809551中描述了這種裝置。這種基于空氣和液體間折射差異的方法主要缺點在于，它是借助于表現(xiàn)出與液體 接觸的缺點的裝置實現(xiàn)的，在這種液體是生物試樣時這是不可接受的。實際上，將同一裝置 用于測量具有不同樣品的若干容器中的液面高度，顯著地提高了樣品之間污染的風險，即 使在清洗撤回的針步驟之后也是如此。文獻US-5194747披露了一種裝置，用于借助光學裝置測量液面高度，該光學裝置 基本在于使用借助光纖發(fā)射入射光束的激光二極管，然后使用光發(fā)射器，所述光束被液體 表面反射，從而由光接受器接收出射光束。相位檢測器然后測量入射光束和出射光束之間 的相位差。計數(shù)盤使得能夠將相位差值與容器中液體的液面高度相關聯(lián)。
文獻US-5194747中描述的裝置表現(xiàn)出的主要缺點是該裝置被固定到要執(zhí)行液面 高度測量的容器中，具體而言該裝置的一部分被集成到容器的頂壁中或借助于螺釘固定 到該壁。因此，這種布置無法在對幾個相互獨立的單次使用的容器進行成批分析的高流率 自動分析儀中實施測量液體液面高度的方法。這種裝置的另一個主要缺點是其復雜性，一方面，這種復雜性使其零售成本高，另 一方面，妨礙其被安裝到現(xiàn)有自動裝置上。其他裝置基于容器稱重的原理。實際上，通過對容器執(zhí)行差分稱重，自動分析儀判 斷容器是填滿了還是倒空了，并能夠可選地確定容器中的液體體積。然而，盡管在單個地使用容器時這種類型的稱重裝置是足夠有效的，但是對于布 置在擱架中的，即相互關聯(lián)的容器而言則提供相當不準確的信息。在這種情況下，獲得的值 只能是容器組件的平均值，從而排除了對每個容器的精密測量。另一種類型的裝置基于磁性。例如，在文獻EP-A-I 014049中描述了這種裝置。所 述裝置包括電磁體和探頭，電磁體用于以衰減地機械振蕩無接觸地激勵容器壁，探頭用于 無接觸地確定與容器中所含液面高度相關的振蕩。液面高度由振蕩的衰減水平確定。這種裝置表現(xiàn)出的缺點是必須用于金屬容器，以確保電磁化現(xiàn)象。當前，出于健康 風險和成本的原因，現(xiàn)在使用的容器通常由塑料制成，以便定期更換，甚至使用一次。因此，利用這種裝置實施的方法不適于使用這種容器。另一種類型的裝置由基于超聲波的測量裝置構成。這種類型的裝置表現(xiàn)出的優(yōu)點 是能夠精確測量容器中的液面高度。但另一方面，除了它們成本高之外，這些裝置通常相當 復雜并且笨重。此外，它們需要超聲探頭和杯子之間可重復的耦合，以通過測量超聲波的往 返飛行時間確定杯中存在的體積。因此，這使得在現(xiàn)有自動裝置上的安裝非常困難。另一種類型的裝置由用于通過電容性測量來測量容器中液面高度的裝置構成。實 際上，裝置的針和容器之間的電容變化使得能夠探測針端部與液體表面的接觸。這種方法 基于如下事實隨著針接近液體，電容值增大，直到與針浸入液體的位置對應的最大值。例 如，在文獻US-4818491中描述了該裝置和方法。盡管它們特別適用于測量容器中液體的液面高度，但另一方面它們完全不適于測 量配給到容器中的液體體積。相反，為了確認抽出的液體量實際上是正確的，在配給期間測 量液體體積的方法被證實是必要的。實際上，由于確定液面高度的誤差，這種類型的液面探 測裝置的抽回誤差并不少見。實際上，在要抽回的液體的表面存在氣泡時，該裝置可能會認 為氣泡是液體表面。因此，裝置會暫停并開始通過上吸氣泡來抽取，從而搞錯被抽回液體的 量。最后，在文獻EP-1568415A2中描述了一種最近類型的裝置。該文獻描述了一種通 過測量電容變化來測量由用于配給小液滴的系統(tǒng)的噴嘴配給的小液滴的體積的裝置和方 法。這種測量實質基于破壞小液滴和噴嘴末端之間的流體接觸，這樣破壞流體接觸誘發(fā)可 檢測的電壓變化。文獻EP-1568415A2中描述的小液滴體積測量裝置的顯著缺點在于，由于為了測 量極小體積其必需有極大的靈敏度，所以它需要極度穩(wěn)定的電氣環(huán)境，這種環(huán)境具體是通 過安裝法拉第筒獲得的?，F(xiàn)在，這種構造在生物自動分析儀中是完全不能想象的，生物自動 分析儀表現(xiàn)出變化的電氣環(huán)境，這是因為使用了容器輸送系統(tǒng)；因為在配給作為體積測量
4受體的液體之前，容器可能包含不同體積的液體；因為這種自動裝置中使用的液體的電化 學性質變化顯著，結果改變了執(zhí)行體積測量的電氣環(huán)境。這種裝置盡管非常有效，但也表現(xiàn)出實質上適于測量皮升或納升量級上的體積較 小的小液滴的缺點。實際上，為了能夠實施文獻EP-1568415A2中描述的測量方案，必須在 小液滴和配給噴嘴之間發(fā)生流體中斷。換言之，必須要在空間上既從配給裝置又從將接收 其的容器隔離開小液滴。這必然意味著這種裝置完全不適于測量液體體積，例如在生物自 動分析儀中實施的那些測量，所述液體體積從幾十微升到幾毫升。實際上，這種體積是以液 體流的形式配給的，這確保了液體配給系統(tǒng)的噴嘴和接收液體的容器之間的流體連續(xù)性。 為了獲得呈現(xiàn)出諸如上述那樣體積的液體隔離段，必須要有直徑更大的噴嘴或將噴嘴定位 在距容器更大的距離處，而這與自動分析儀的尺寸不相稱。最后，這種系統(tǒng)不是非常適于使用具有絕緣性能的擱架或塑料杯。因此，到目前為止還沒有測量單個或成組容器中配給的液體的可變體積的有效方 法，無論該容器是透明還是不透明，這種方法不依賴于穩(wěn)定的電氣環(huán)境并可以借助于現(xiàn)有 裝置實施或可以用有限成本容易地安裝在現(xiàn)有的自動分析儀上。因此，本發(fā)明的目的是提供一種測量配給到容器中的液體，尤其是生物樣品的可 變體積的有效而強健的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種測量配給到容器中的液體體積的方法，該方法能夠 識別液體中使所配給體積出錯的氣泡的存在。本發(fā)明的另一目的是提供一種測量配給到容器中的液體體積的方法，使得能夠進 行測量而不延長樣本配給時間。本發(fā)明的另一目的是提供一種測量配給到容器中的液體體積的方法，使得能夠測 量要在同一配給時段內配給的幾個液體段的體積。本發(fā)明的另一目的是提供一種測量配給到容器中的液體體積的方法，使得能夠在 配給之前將空容器與部分填充的容器區(qū)分開。這些目的是由本發(fā)明實現(xiàn)的，本發(fā)明首先涉及一種借助于包含在自動分析儀中的 抽取/釋放裝置來測量容器內部的配給的液體的體積的方法，所述方法包括以下步驟a)在距所述容器的底部或距所述容器中的液體的表面距離d處，與所述容器垂直 地定位所述抽取/釋放裝置，b)觸發(fā)對所述抽取/釋放裝置的針的末端與由所述容器、所述自動分析儀的底座 以及可選地存在于所述容器中的液體構成的組件之間的電容值的連續(xù)測量；將所述值視為 基值B;c)借助于所述抽取/釋放裝置觸發(fā)向所述容器中配給所述液體，使得在整個配給 期間所述容器和所述抽取/釋放裝置的針是流體連接的；d)測量時段t，在所述時段t期間，所述抽取/釋放裝置的針的末端與所述容器、 所述自動分析儀的底座以及可選地存在于所述容器中的液體構成的組件之間的電容值大 于閾值S;以及e)通過將在步驟d)中獲得的時段t的值乘以所述抽取/釋放裝置的液體配給流 率，計算配給到容器中的液體的體積?！傲黧w連接”這一表述應理解為表示抽取/釋放裝置的針和容器由流體流
5(stream)或流體柱(column)連接，該流體流或流體柱是通過從抽取/釋放裝置向容器釋放 液體而形成的。換言之，液體的配給必須是規(guī)則且連續(xù)的，使得所配給的液體柱形成抽取/ 釋放裝置的針的自由端與接收該液體或者已包含在其中的容器之間的連接。流體連接的概 念一定不能解釋為抽取/釋放裝置的針的自由端浸入容器中先前就有的或剛剛倒入的液 體中的可能性。根據(jù)優(yōu)選實施例，根據(jù)本發(fā)明的方法包括在步驟C)之后的額外步驟C')，其在于 沿著垂直軸移動所述抽取/釋放裝置，以便在配給期間維持所述針的末端和所述液體的表 面之間的距離d。有利地，d的值取決于要配給到容器中的液體體積。具體而言，確定d的值，以便 確保抽取/釋放裝置的針和容器成流體連接的時間盡可能長。根據(jù)本發(fā)明的方法的第一變型，流率的值是單個平均值。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一變型，流率的值是能夠隨著時段t而變化的值。具體而 言，所使用的流率的值是每次電容測量的流率的有效值。因此考慮了抽取/釋放裝置的加 速和減速斜坡。根據(jù)有利的實施例，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括發(fā)生于步驟b)之后的額外步驟，其 在于在配給之前確定所述容器是否包含殘余液體體積。更具體而言，將所述基值與參考值比較，所述參考值對應于所述抽取/釋放裝置 的針的末端與不包含任何液體的容器和所述自動分析儀的底座構成的組件之間的電容值。閱讀參照附圖
給出的以下詳細描述將更好地理解本發(fā)明的目的和優(yōu)點，附圖中圖IA和IB示出了能夠實施根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)的示意圖。圖2為示出在配給兩個液體體積的同時隨著時間進行電容性檢測的曲線圖。圖3A、3B和3C示出了根據(jù)兩個不同實施例測量配給到容器中的液體體積的方法 的流程圖。圖4為示出在配給之前容器中存在的殘余液體體積對電容性檢測的影響的曲線 圖。圖5為示出配給150 μ 1第一體積的液體(水)和配給150 μ 1第一體積的空氣之 間的區(qū)分的曲線圖。能夠實施根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)在圖IA中示出。該系統(tǒng)首先包括抽取/釋放 裝置10。該抽取裝置是自動分析儀中常規(guī)使用的。在這種情況下，將自動分析儀考慮為免 疫自動分析儀，例如申請人以VIDIA 商標銷售的免疫自動分析儀。從原理上講，抽取/釋 放裝置10由配給注射器12構成，配給注射器12借助于線14流體連接到配給針16。配給 針16與容器18垂直定位，感興趣的液體17要配給到容器18中。該感興趣的液體17可以 是要分析的樣本。它也可以是分析試劑或清洗液。此外，容器18可以包含或不包含殘余液 體。在這種情況下，其包含殘余液體20。這樣的殘余液體例如可以由要分析的樣品構成。 在這種情況下，配給的液體可以是分析試劑。此外，配給針16串聯(lián)到包括電阻器R的電容性液位檢測裝置22。電容性液位檢測 裝置22在其一部分接地24。裝置22利用包括電阻器R和電容器C的RC型振蕩器，電容器被標記為26，其第 一極板(plate)由配給期間的針16、液體17和液體20構成，其第二板極由接地24的自動分析儀的底座28構成。電介質由配給液體17時段之外的空氣和容器18或配給期間的液 體17和容器18構成。由此可見，RC振蕩器的振蕩頻率直接取決于電容器26的值?；?頻率，能夠在幾微秒(μ s)內獲得時段t的值。那么，根據(jù)本發(fā)明的方法的原理如下-在配給針16與由容器18與液體20構成的組件之間沒有流體連接時，所測的電 容26是空氣的電容。這個電容值根據(jù)定義是較低的(為皮法(pF)量級)。-在利用抽取/釋放裝置向容器中配給液體期間，由配給針16和容器18、液體20 的組件之間的流體連接建立起物理接觸。在圖IB中示意性地示出了這點，其中，流體連接 由從容器18內部的配給針末端流出的液體噴射30表示。那么，所測量的電容26的值較高 (幾個PF)。RC振蕩器的振蕩頻率也較低，因此時段t的值較高。使用已知直徑和適當配給速率的配給針能夠獲得直徑接近恒定的圓柱形噴射，該 直徑接近配給針的內徑。然后根據(jù)針的直徑和抽取/釋放裝置的注射器的速度精確地估計 平均流率。由此可見，通過測量時段t隨時間的變化，尤其是時段t大于預定閾值的時間，就 能夠確定配給針16與容器18、液體20、底座28的組件流體連接的持續(xù)時間，即將由抽取/ 釋放裝置抽取的液體配給到容器中的持續(xù)時間。利用抽取/釋放裝置配給流率的精確數(shù) 據(jù)，能夠計算所配給的液體體積。圖2為電容性檢測的曲線圖，其示出了基于由電容性液位檢測裝置22測量電容26 獲得的時段隨時間變化的趨勢。應當指出，橫坐標軸不以實際值表示時間，而是以例如每 300 μ S測量樣本的數(shù)量來表示。此外，橫坐標軸的0值位于右方。曲線圖上第一個可識別的事件被標記為40。實際上，盡管時段值是穩(wěn)定的，但觀察 到了后者的突然增大。這一增大反映了配給針下降到容器中。實際上，如上所述，在向容器 中配給液體的步驟期間，針相對于容器垂直地定位自身，然后執(zhí)行下降到容器中的動作。隨 著針下降到容器中，在接近由容器18、液體20、底座28和地26構成的組件時，所測得的電 容26增大。電容32的這一增大導致RC電路振蕩頻率減小，因此時段t增大，如在曲線圖 上觀察的那樣。該曲線圖上第二個顯著事件是標記為42的峰值的時段t的增大。這一峰值包括 平穩(wěn)狀態(tài)，表明正在配給液體，通常是容器內部的樣本。如上所述，在配給樣本期間，形成圓 柱形液體噴射，在針和容器之間產生物理接觸，并導致所測電容26的顯著增加。這一增加 被表示為時段t的顯著增大。第三個顯著事件對應于在新峰值之前返回到時段t的基準值，標記為44。實際上， 時段t這一短暫減小表示在抽取/釋放裝置的配給電路中存在氣泡，導致在從針釋出液體 時短暫切斷了針和容器之間的流體連接。這個氣泡的作用實際是將樣本體積與第二體積的 液體分隔開，在這一情況下，該第二體積的液體為清洗液。此外，在曲線圖上由第二峰值46清楚示出了清洗液的配給。峰值的寬度與配給的液體體積直接相關。實際上，液體體積越大，針和容器之間的 流體連接(或物理接觸)持續(xù)的時間就越長，這被表示為時段t維持在其高位值的持續(xù)時 間更大。由此可見，能夠從觀察曲線圖直接推斷出配給到容器中的清洗液的體積大于先前 配給的樣本體積。
一旦完成液體的配給就執(zhí)行數(shù)據(jù)分析。這一分析基于作為時間的函數(shù)記錄的時段 t的值。因此，數(shù)據(jù)分析的參數(shù)也被考慮到并在圖2中示出。具體而言，在曲線圖上定義了 基線B、閾值S和最大值M。在分析構成間隔P2的一定數(shù)量的測量點之后計算基線B，間隔P2也定義在圖2的 曲線圖上。例如，考慮間隔P2的120個連續(xù)的測量點，這120個點的平均構成基線B的值?？紤]幾個最大值來計算最大值M。用于計算最大值M的測量點的數(shù)量必須足夠大， 以確保大值不是由于人為噪聲(artifact)導致的。盡管如此，也一定不要過大，以免超過 平穩(wěn)段的總持續(xù)時間。因此，合理的做法是通過計算例如120個測量點的平均值來計算最 大值M。閾值S部分是以數(shù)學方式?jīng)Q定的，因為其等于最大值M和基線B的值之間差異的 40%。閾值S是認為實際已經(jīng)建立起流體連接的時段t的值。圖2的曲線圖上可識別的其他參數(shù)是用于執(zhí)行數(shù)據(jù)分析的各種間隔。因此，值Pl是構成基線B計算區(qū)域的開始的值。這里，這個值位于液體配給階段 的結尾，因為這是自動分析儀在開始下一步分析之前暫停的時段。這個時段適于計算閾值 線的值。例如，Pl的值可以由記錄電容值結束之前的第200個測量點構成。在每300ys執(zhí) 行一測量的情況下，值Pl因此位于記錄電容值結束之前60毫秒(ms)處。間隔P2是與用于計算基線B的時段t的120個連續(xù)測量點相對應的間隔，這一間 隔的邊界之一構成值P1。值P12是構成配給范圍的間隔的開始的值。例如，Pl的值可以由記錄電容值結束 之前的第2000個測量點構成。在每300 μ s執(zhí)行一測量的情況下，因此值Ρ12位于記錄電 容值結束之前600毫秒(ms)處。值P9是構成配給結束區(qū)域的開始的值。在這個區(qū)域中，時段t的所測值必須系統(tǒng) 地小于閾值S。在相反情況下，自動分析儀會產生誤差。例如，P9的值可以由記錄電容值結 束之前的第300個測量點構成。在每300 μ s執(zhí)行一測量的情況下，因此值Ρ9位于記錄電 容值結束之前90毫秒(ms)處。值PlOa是在假設存在分隔氣泡時與針對該分隔氣泡的搜索間隔的開始相對應的 值。例如，PlOa的值可以由記錄電容值結束之前的第800個測量點構成。在每300ys執(zhí) 行一測量的情況下，值PlOa因此位于記錄電容值結束之前240毫秒(ms)處。一旦已經(jīng)達 到這個測量點值，就預期檢測到該氣泡。間隔PlOb是與用于證明對應于分隔氣泡的存在的時段t的若干值的連續(xù)減小的 連續(xù)測量點相對應的間隔。這一間隔例如可以由180個連續(xù)測量點構成。圖3示出了配給液體、數(shù)據(jù)分析和計算由抽取/釋放裝置配給到容器中的液體體 積的方法的流程圖。這樣的方法實施于申請人銷售的VIDIA 免疫自動分析儀上。應當指 出，在此未描述用于抽取要配給的液體的過程，無論是樣本還是試劑。第一，針垂直于要配 給液體的容器定位。這由步驟50構成。之后，根據(jù)步驟52進行通過電容性液位檢測裝置 采集和記錄電容值的過程。然后，針開始在容器內下降，直到其末端位于距液體表面距離d 為止。距離d取決于要配給到容器中的液體體積。就是該系統(tǒng)根據(jù)要配給的體積確定這個 距離。這在步驟54中執(zhí)行。步驟56是實際向容器中配給液體。一旦已經(jīng)完成了配給，就
8在步驟57中停止采集和記錄電容值的過程。然后根據(jù)步驟58，針返回其在容器外部的初始 位置，與容器垂直。根據(jù)本發(fā)明的方法的變型，步驟56和58可以同時發(fā)生。換言之，針隨著液體配給 至容器中而升高。該變型實際上對應于配給的動態(tài)管理。下文將結合圖4解釋這樣的管理 的有益效果。一旦已經(jīng)執(zhí)行了液體配給，就開始數(shù)據(jù)分析。具體而言，在步驟60中，在間隔P2 中計算基線B的值，如上所述。一旦已經(jīng)計算了基線B的值，就將其與最小值和最大值比較，最小值和最大值都 是預先確定并記錄在自動分析儀的存儲器中的。這些值例如最小值為80μ S，最大值為 IlOys0如果B的值不在最小值和最大值之間，根據(jù)步驟64，自動分析儀顯示錯誤。如果值 B實際位于最小值和最大值之間，則進行數(shù)據(jù)分析的下一步。下一步驟66是在配給范圍中，即在值Ρ12和記錄電容值的終止之間搜索120個最 大值，用于計算最大值Μ，如上所述。因此，保留時段t的120個最大的記錄值，并計算平均 值。這個值構成了最大值M。一旦已經(jīng)計算了最大值M，自動分析儀的算法在步驟68中比較基線B的值和最大 值M。具體而言，它計算M和B之間差異值和值B之間的比例。如果這個比例值小于0. 05(即 5% )，根據(jù)步驟70，自動分析儀顯示錯誤，0. 05是可容忍的M和B間的最小偏差。實際上， 小于5%的差異表示液體配給或數(shù)據(jù)采集方法中的異常。如果B和M之間的差異大于5%， 在步驟72中執(zhí)行閾值S的計算。下一步驟74是查找配給范圍的邊緣，即值P12和記錄電容值的終止之間的邊緣。 將術語“邊緣”理解為表示時段t與閾值S的交叉，亦即在時段t從閾值S以下的值穿過到 達以上值或反之亦然的時刻。一旦已經(jīng)識別了所有邊緣，就在步驟76中總計它們以便定義 邊緣F的數(shù)量。在步驟78中，將邊緣F的數(shù)量與邊緣最大數(shù)量的值進行比較。如果F的數(shù)量大于 最大值，根據(jù)步驟80，自動分析儀顯示錯誤。實際上，過大數(shù)量的邊緣可能表示抽取/釋放 裝置抽取和配給了泡沫，在這種情況下，所配給的液體的體積并不對應于預期體積。邊緣數(shù) 量的最大值取決于液體的類型和配給到容器中的液體段的數(shù)量。實際上，通過經(jīng)驗知道，某 些樣本比其他樣本更易于起泡沫。此外，顯然，如果想象要在同一個配給步驟中，借助由氣 泡分隔的幾個液體段，將幾種液體配給到同一個容器中，預計將檢測到更大數(shù)量的邊緣。如果邊緣的數(shù)量小于最大值，則在配給結束區(qū)域中，即在值P9和記錄電容值的終 止之間進行檢查，以證實沒有大于閾值S的時段t的值。這個步驟的目的是確認確實完成 了液體的配給，在配給結束區(qū)域中必須是這種情況，并且對于時段t的值而言這是顯而易 見的。如果不是這樣的情況，根據(jù)步驟84，自動分析儀顯示錯誤。根據(jù)圖3B中所示的第一實施例，下一步驟86是計算分隔氣泡的寬度L。為了這個 目的，如分析協(xié)議(protocol)確定的，顯然必須要預期找到氣泡。為了計算氣泡的寬度L， 總計間隔PlOb中小于閾值S的時段t的連續(xù)值的數(shù)量。一旦已經(jīng)計算了數(shù)值L，在步驟88將其與對應于定義分隔氣泡的最小數(shù)量的參考 數(shù)比較。這里將小于S的時段t的值的最小數(shù)量固定為5。盡管如此，這個數(shù)取決于預期識 別的分隔氣泡的尺寸，氣泡的尺寸取決于在自動裝置上實施的分析協(xié)議。
如果數(shù)L小于5，根據(jù)步驟90，自動分析儀顯示錯誤。這實際上表示未找到預期的 氣泡。如果數(shù)L與符合預期，那么計算液體體積。在步驟92中，通過確定位于值P12和值PlOa+PlOb/2之間的間隔中大于閾值S的 時段t的值的數(shù)量，計算分隔氣泡之前配給的液體的第一體積VI。如上所述，為了計算體 積，必須要總計大于閾值S的時段t值的總時間。之后將這個時間與針的配給流率相乘，以 獲得體積。在步驟94中，進行檢查以證實所獲得的體積Vl符合最小和最大容許值。如果情 況不是這樣的，根據(jù)步驟96，自動分析儀顯示錯誤。如果是這種情況，下一步驟98是計算在分隔氣泡之后配給的液體的第二體積V2。 這個體積V2是通過確定位于值PlOa+PlOb/2和值P9之間的間隔中大于閾值S的時段t的 值的數(shù)量來確定的。在步驟100中，進行檢查以證實所獲得的體積V2符合最小和最大容許值。如果情 況不是這樣的，根據(jù)步驟102，自動分析儀顯示錯誤。如果是這種情況，在步驟104中，在自動分析儀中記錄體積Vl和V2的值，自動分 析儀然后準備好進行分析協(xié)議的下一步驟。在圖3C中示出了第二實施例。這一模式對應于未配給分隔氣泡的情況。換言之， 向容器中配給單一液體段。在這種情況下，步驟Iio是通過確定在位于值P12和P9之間的 間隔中大于閾值S的時段t的值的數(shù)量來計算已經(jīng)配給到容器中的液體的總體積Vt0在步驟112中，進行檢查以證實所獲得的體積Vt符合最小和最大容許值。如果情 況不是這樣的，根據(jù)步驟114，自動分析儀顯示錯誤。如果是這種情況，在步驟116中，在自動分析儀中記錄體積值Vt，自動分析儀然后 準備好進行分析協(xié)議的下一步驟。根據(jù)優(yōu)選實施例，具有動態(tài)管理配給的模式是有益的。實際上，對于配給的靜態(tài)或 常規(guī)管理而言，針定位在容器中，使得其末端位于距液體表面距離d處并不再移動，直到其 從容器中出來。這樣的工作模式在兩種具體情況下會表現(xiàn)出缺點。第一種情況是距離d相 對于要配給的液體量而言過大。由此可見，將以液體段的形式配給所有液體，液體段的長度 將小于距離d。在這種情況下，針和容器沒有流體連接或物理接觸，因為一旦配給，液體段在 一段時間期間內一直在下落中，既不與針接觸，也不與容器接觸。那么就不存在電容變化， 因此不可能測量配給的體積。在第二種情況下，距離d相對于要配給的液體量而言過小。由此可見，一旦配給了 所有液體，針的末端將浸入容器中所含的液體中。在這種情況下，由于針和容器之間生成的 流體連接，電容確實將增大。但是，因為針最終浸入所配給的液體中，所以流體連接不被中 斷，因此電容不會減小。因此也不可能測量配給的體積。使用配給動態(tài)管理能夠避免這些缺點。實際上，所述管理在于將針末端定位得充 分接近液體，以獲得優(yōu)化的距離d，即一旦開始配給就盡快建立針和容器之間的流體連接的 距離。隨著配給的進行針以線性方式升高，從而確保在配給結束時中斷流體連接。圖4涉及曲線圖，其示出了在配給之前容器中存在的殘余液體的體積對電容性檢 測的影響。這里，殘余體積為77μ1。在沒有殘余液體體積時(虛曲線)，如上所述，隨著針
10下降到容器中，時段的值增加。另一方面，在有殘余液體體積時(實曲線)，時段增加地更 早。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠驗證(如果不是定量地，至少定性地)配給之前容器中殘 余液體體積的有無。圖5涉及曲線圖，其示出了配給150 μ 1第一體積的液體(水)和配給150μ1第 一體積的空氣之間的區(qū)分。該配給之后是配給體積30 μ 1的第二液體，第二液體為沖洗液。 實曲線示出了空氣的配給。首先注意到在對應于針下降到容器中的3500和4000個測量 點之間時段的增大。然后時段的值維持穩(wěn)定，直到配給30μ1的沖洗液為止。在虛曲線上 觀察到在對應于針下降到容器中的3500和4000個測量點之間時段的類似增大。此外還觀 察到與配給150 μ 1的水對應的額外峰值。這個峰值之后是對應于配給分隔氣泡的急劇下 降，然后是對應于30 μ 1沖洗液的第二峰值。兩個沖洗液的峰值完全重疊，由此確認了配給 的可重復性。此外，在測量第一和第二峰值的寬度時，要指出的是，第一峰值的寬度大約是 第二峰值的5倍，這與所配給的兩個體積(水和沖洗液)之間的比例符合得很好。基于根 據(jù)本發(fā)明的方法計算配給的總體積使得，針對預期的180 μ 1(150+30 μ 1)體積，能夠獲得 179 μ 1+/-2 μ 1 的體積。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠以相對精確和可靠的方式測量容器內部由自動分析 儀的抽取/釋放裝置配給的液體的體積。此外，可以非常容易地在具有用于對要抽取的液 體液位進行電容性檢測的系統(tǒng)的自動分析儀中實施這一方法。
權利要求
一種借助于包含在自動分析儀中的抽取/釋放裝置來測量容器內部的配給的液體的體積的方法，所述方法包括以下步驟a)在距所述容器的底部或距所述容器中的所述液體的表面距離d處，與所述容器垂直地定位所述抽取/釋放裝置，b)觸發(fā)對所述抽取/釋放裝置的針的末端與由所述容器、所述自動分析儀的底座以及可選地存在于所述容器中的所述液體構成的組件之間的電容值的連續(xù)測量；將所述值視為基值B；c)借助于所述抽取/釋放裝置來觸發(fā)向所述容器中配給所述液體，使得在整個配給期間所述容器和所述抽取/釋放裝置的所述針是流體連接的；d)測量時段t，在所述時段t期間，所述抽取/釋放裝置的所述針的末端與由所述容器、所述自動分析儀的底座以及可選地存在于所述容器中的所述液體構成的組件之間的所述電容值大于閾值S；以及e)通過將在步驟d)中獲得的所述時段t的值乘以所述抽取/釋放裝置的液體配給流率來計算配給到所述容器中的液體的體積。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，包括在步驟c)之后的額外步驟c')，其在于沿著垂 直軸移動所述抽取/釋放裝置，以便在配給期間保持所述針的末端與所述液體的表面之間 的所述距離d。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中d的值取決于要配給到所述容器中的液體體積。
4.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的方法，其中所述流率的值是單個平均值。
5.根據(jù)權利要求1到3所述的方法，其中所述流率的值是能夠隨著所述時段t而變化 的值。
6.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的方法，還包括發(fā)生于步驟b)之后的額外步驟，其 在于確定所述容器是否包含殘余液體體積。
7.根據(jù)前述權利要求所述的方法，其中將所述基值B與參考值比較，所述參考值對應 于所述抽取/釋放裝置的所述針的末端與由不包含任何液體的所述容器和所述自動分析 儀的底座構成的組件之間的電容值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種借助于包含在自動分析儀中的抽取/釋放裝置測量容器內部配給的液體的體積的方法，所述方法包括以下步驟a)在距所述容器的底部或距所述容器中的所述液體的表面距離d處，與所述容器垂直地定位所述抽取/釋放裝置，b)觸發(fā)對所述抽取/釋放裝置的針的末端與由所述容器、所述自動分析儀的底座以及可選地存在于所述容器中的所述液體構成的組件之間的電容值的連續(xù)測量；將所述值視為基值B；c)借助于所述抽取/釋放裝置觸發(fā)向所述容器中配給所述液體，使得在整個配給期間所述容器和所述抽取/釋放裝置的所述針是流體連接的；d)測量時段t，在所述時段t期間，所述抽取/釋放裝置的所述針的末端與由所述容器、所述自動分析儀的底座以及可選地存在于所述容器中的所述液體構成的組件之間的電容值大于閾值S；以及e)通過將在步驟d)中獲得的時段t的值乘以所述抽取/釋放裝置的液體配給流率，計算配給到所述容器中的液體的體積。
文檔編號G01F13/00GK101978244SQ200980109387
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權日2008年3月17日
發(fā)明者D·德科, L·邁茨扎克, O·庫蒂亞爾 申請人:生物梅里埃公司