專利名稱：樣品沖切裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對設計用于從生物樣品中去除一部分以便在分析中使用的裝置的改進。
背景技術：
在一些應用中，作為用于試驗的生物樣品的主要來源，介質上的干樣品日益普遍。在高生產(chǎn)量的情況下需要自動化的解決方案。這通常涉及使用標準化形式的樣 品容器，(例如，標準尺寸的試管)以及使用標準化形式的架以保持那些試管，或結合所 述容器的標準化形式的試驗室用板(例如，用于板/試管架的SBS覆蓋物(footprint)。容 器幾乎總是圓形的。典型地，一旦盤片被沖切進入到容器內，作為該方法的一部分，液體隨后被加 入到容器內。通常在所述方法之后，液體必須通過諸如吸管的裝置被手動或者自動地從 容器中抽出。有時，作為進入到吸管尖的液體流的一部分，被沖切出的盤片卡在吸管尖 上或吸管尖的端部中，阻擋了液體流。這在使用介質上的干樣品的試驗室中是的常見問題。此外，在某些應用中，偶爾地，與液體的反應需要提供比在與容器直徑相同的 圓盤中所具有的樣品材料更多的樣品材料。雖然能夠使用一些器械將多個樣品沖切到一 個容器內，但有時所述多個盤片可能彼此疊置在容器底部，因此限制了液體與被沖切出 的盤片的表面區(qū)域(干生物樣品放置在該表面區(qū)域上)之間的接觸程度。本發(fā)明旨在減 輕這些問題和/或提供更加可靠、可重復的性能。

發(fā)明內容
在一個優(yōu)選的方面，本發(fā)明涉及沖切出直徑大于容器的直徑的盤片，將該盤片 折疊成彎曲形狀以使該形狀的最終“凈(gross)”尺寸之一小于容器的直徑，然后，當折 疊盤片在其行程的終止處脫離沖頭時，操縱折疊的盤片的運動，以使長尺寸移至豎直方 向，并且使該折疊盤片隨后能夠通過特定的槽道落入容器內。當該盤片落入容器內時，它通常會使自己卡在(圓形)容器的壁的一部分上， (即，以使盤片的曲線與容器壁的曲線匹配)從而允許吸管尖插入到容器內而不受被沖切 的盤片的干擾。通常，彎曲的盤片將具有記憶性并移動至與容器壁的曲率進一步匹配的 形狀。另一示例涉及沖切矩形盤片以得到更大的樣品材料，但是該矩形盤片不具有折 疊的盤片能夠使其本身對準抵靠容器壁的優(yōu)點，并允許相似裝置的吸管能夠接近。


為了使本發(fā)明更易于理解，并實現(xiàn)實踐效果，現(xiàn)將參考示出本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的附圖，其中，圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的沖切裝置的前視圖；圖2是圖1的沖切裝置沿圖1的線C-C的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖3是圖1的沖切裝置沿圖2的線D-D的局部剖面前視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式的沖切裝置的剖開立體圖；圖5是用于另一實施方式的沖切裝置的沖頭的前視圖；圖6是用于另一實施方式的歧管的放大剖開立體圖；以及圖7是另一實施方式的槽道的放大剖開立體圖。
具體實施例方式考慮到在此公開的本發(fā)明的說明及實踐，對于本領域那些技術人員來說本發(fā)明 的可替換的實施方式將是顯而易見的。該說明及示例僅被認為是示例性的，本發(fā)明的真 實范圍及精神通過下文的權利要求表示。圖1至圖3示出了沖切裝置10的優(yōu)選實施方式，該沖切裝置10具有沖頭100、 歧管組件102、以及槽道104。下面將描述優(yōu)選的元件及它們之間的相互關系。參見圖2，沖頭100包括通道106，該通道106用于使得推頂桿110從中穿過。 沖頭100具有中心縱向軸線CLA。通道106優(yōu)選地從沖頭100的CLA偏移。推頂桿110 適于促使介質盤片通過沖頭100被去除脫離沖頭100的底部108，折疊盤片的長尺寸的一 端首先向下移動。推頂桿110優(yōu)選地與安裝在通道106的頂部的彈簧相聯(lián)。歧管組件102，優(yōu)選地在沖頭的拉模板的緊下方連接于沖頭100。歧管組件102 優(yōu)選地包括用于流入空氣(使用小泵)的空氣入口 112，以及空氣出口 114，所述空氣入 口 112在歧管的與應用真空的一側相對的一側上(方向1)，真空泵連接于所述空氣出口 114，以便于當沖頭及沖切的盤片通過歧管102時，從歧管中抽出灰塵(方向2)。歧管組 件102還優(yōu)選地包括入口腔116以及出口 118，所述入口腔116與沖頭100的底部108連 通，所述出口 118用于與槽道104連接。如圖2所示，槽道104優(yōu)選地包括入口 120、彎曲部分122以及出口 124，所述 入口 120用于與歧管組件102的出口 118連接，所述彎曲部分122構造為相對于沖頭100 的CLA成一定角度。槽道104優(yōu)選地還包括接近入口 120的諸如銷126的突出部。已經(jīng)描述了該沖切裝置的優(yōu)選部件，現(xiàn)將參考圖2及圖3描述優(yōu)選的使用方法。沖頭100用于去除含有干生物樣品的介質的一部分20。至少一個在通道106 (見 5)中的推頂桿110，(見圖2及圖3的4及8)優(yōu)選地與沖頭100的CLA偏移，以便于促 使盤片20從沖頭100的底部108脫離，使折疊盤片20的長尺寸的一端首先向下移動。空 氣被引入到通道106的頂部(優(yōu)選地向下壓折疊盤片20的前緣，而且在通道106中產(chǎn)生 正的空氣壓力以防止紙屑進入該通道內，這能夠潛在地導致樣品之間的交叉污染。也可 沿方向2(圖2)橫向引入空氣通過歧管組件102以便于在沖頭100以及被沖切的盤片20 穿過歧管組件102時，將灰塵從歧管中抽出。沖頭100及盤片20運行到槽道104的一部分內，其中該槽道的直徑基本上稍大 于折疊盤片20的小尺寸。槽道104的中心優(yōu)選地相對于沖頭100的中心偏移。槽道104的 銷124優(yōu)選地與折疊盤片20的后緣接觸以便于當盤片20開始脫離沖頭時，暫時(briefly)地延遲盤片20的下落(見圖2及圖3的7及8)。抬起折疊盤片的后緣，同時正向彈射前 緣的作用，導致折疊盤片20在槽道104中采取優(yōu)選的方向。槽道104優(yōu)選地控制為使其 能夠在盤片通過槽道落入容器內的前不久時落在接收容器的頂部上。槽道的出口 124與 容器之間的間隙通常可在大約l-3mm范圍內。優(yōu)選地，槽道104包括一個或多個檢測器以確認盤片20已經(jīng)成功地穿過槽道。 一旦檢測到盤片20已經(jīng)成功地穿過槽道，就抬起槽道104。如果檢測器沒有檢測到盤片 已經(jīng)穿過槽道104，該系統(tǒng)可編程為以這樣的方式工作槽道104根據(jù)需要上下移動以 去除盤片。該系統(tǒng)優(yōu)選地包括用于將適當?shù)慕邮杖萜髦糜诓鄣蓝瞬肯路降挠嬎銠C控制裝置。應當理解，上述某些步驟可以以不同順序、變化或省略地執(zhí)行而完全不會偏離 本發(fā)明的范圍?，F(xiàn)將參考圖4至圖7中示出的沖切裝置200描述使用直(而不是彎曲的)槽道的 本發(fā)明的另一實施方式。圖4中示出的沖切裝置200包括沖頭201以及沖頭蓋202，該蓋 結合有進氣口 203。沖頭201操作性地與兩個推頂桿204相聯(lián)，所述兩個推頂桿204被各 自的彈射彈簧205偏壓。沖頭201具有切割輪廓部分206，如圖5所示。參見圖6，示出沖頭歧管，其包括沖頭導向件207以及具有環(huán)面209的沖頭模具 208。該歧管還包括端口 210，其適當?shù)赜糜趹谜婵找猿槌霾幌Ｍ械念w粒物，例如當 盤片被從樣品介質中沖切時產(chǎn)生的塵埃顆粒，以及其它污染物。圖7中示出為用于從切 割裝置200中接收被沖切的盤片的直槽道211。槽道211包括通常在第一上端處的導向板 212以及在其下端處的點型探測器213。用于推頂桿204的彈簧205提供向下的力以協(xié)助從沖頭201的底部的切割輪廓 206釋放被沖切的盤片。位于沖頭201前部——在該處，盤片的邊緣取向為向下進入槽道 211內——的推頂桿較長，或彈簧的偏壓較大，或二者皆有。直槽道——其在圖6中適當?shù)刎Q直布置——設計為減少被沖切的盤片被卡在彎曲 槽道(圖2)中的可能性，如在彎曲槽道中有時會發(fā)生的那樣。圖4中所示的沖頭內的空氣系統(tǒng)可構造為使空氣壓力能夠被加入到彈射器系統(tǒng) 內以防止在沖頭底部的孔周圍堆積紙塵和/或棉絨，彈射器在沖頭底部的孔處突出，或 可替換地，應用真空以去除灰塵。在某些應用中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)正壓構造優(yōu)于真空布置。在可使用本發(fā)明的某些應用中，在樣品上進行的試驗的靈敏度可達到即使在 沖切系統(tǒng)中從一個樣品至下一個樣品轉移(carry-over)非常少量的顆粒也可足以使得對關 于第二個或隨后的樣品的試驗的結論產(chǎn)生懷疑。特別在所考慮的試驗用于診斷提供樣品 的主體是否具有特別的疾病或異常的情況下是這樣。典型地，該試驗涉及諸如那些擴增 特定DNA類型(諸如疾病類型)的評估過程。已知C范圍的特定水平的紫外線輻射應用——通常波長在230-280nm的范圍 內，但具體在254nm左右——將損害水合狀態(tài)或脫水狀態(tài)的DNA。在評估過程中，受損 的DNA將不會被擴增，并且因此在試驗中不被識別。為了基本消除在一個樣品與下一個樣品之間轉移的任何顆粒從而混淆第二次試 驗的結果的可能性，在一種實施方式中，所述裝置可裝備UVC輻射源，UVC輻射源將暴 露于該裝置的適當表面一段足夠的時間以破壞任何可能成為交叉污染源的殘余顆粒。這種暴露發(fā)生在每個新樣品的沖切之間。由于應用了 UV，在殘余顆粒上的任何DNA不被 識別為被檢測的疾病類型，并且因此不混淆試驗結果。該裝置的適當?shù)谋砻媸悄切┡c樣品直接接觸的表面或那些與來自樣品介質的在 處理過程中從樣品中松脫的顆粒相接觸的表面，例如那些例如，空中的(顆粒)。前面的描述僅作為示例，并且可以進行較大的變型而不脫離本發(fā)明的范圍。例 如，沖頭的凹部底面可與沖頭的中心縱軸線成除90度外的其它角度，以協(xié)助盤片脫離沖 頭的端部，使得協(xié)助盤片在槽道中處于優(yōu)選取向?？墒褂每諝馊〈鷽_頭中的推頂桿。在 沖頭中可以有兩個推頂桿，其具有不同長度并使用相同的方法驅動盤片脫離沖頭，(例 如，兩個相同尺寸的彈簧)，或兩個相同長度的彈射器，但是具有驅動盤片脫離沖頭的不 同的裝置，即，在盤片的前緣提供比后緣所提供的更大的力?？蛇m用于本發(fā)明的系統(tǒng)或系統(tǒng)的元件的示例包括那些在美國申請 No. 10/982,539，題目為“用于分析試驗室樣品的系統(tǒng)及方法(System andMethod for Analysing Laboratory Samples) ”(公開號 No.2005/0129579)；美國申請 No.11/148,094， 題目為“用于檢測生物樣品的方法及裝置(Method and Apparatus for Inspecting BiologicalSamples) ” (公開號No.2005/0287678)；國際申請No.PCT/AU2007/000171，題 目為“生物樣品收集裝置(Biological SampleCollection Device)”，以及國際申請No.PCT/ AU99/00485,題目為“沖切裝置(a Punching Apparatus) ”中描述的示例，上述文獻公開 內容通過引用并入本文。對于一種實施方式所描述的特征可應用于其它的實施方式，或與其它實施方式 的特征適當?shù)亟Y合或互換，而不脫離本發(fā)明的范圍。應當認識到，上面僅作為本發(fā)明的說明性的示例而給出，并且對本領域的技術 人員來說是顯而易見的所有那些對其所進行的改進以及變型都被視為落入在此描述的本 發(fā)明的較寬的范圍和界限以內。
權利要求
1.一種獲得含有干生物樣品的介質的一部分以便在試驗中使用的方法，包括 去除含有干生物樣品的介質的一部分；改變所述部分的形狀以具有非圓形的水平橫截面；以及 將所述部分轉移至容器內。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述改變步驟包括將所述部分折疊成具有非圓 形的水平橫截面。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述轉移步驟包括移動所述部分穿過槽道，所 述槽道的最大橫截面尺寸小于所述部分的最大橫截面尺寸。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述去除步驟包括使用模具沖頭沖切掉所述介 質的一部分。
5.一種獲得含有干生物樣品的介質的一部分以便在試驗中使用的方法，包括 去除含有干生物樣品的介質的一部分；折疊所述部分；以及 將所述部分轉移至容器內。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述折疊步驟包括將所述部分折疊為彎曲形狀。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，整個所述部分是彎曲的。
8.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述轉移步驟包括移動所述部分穿過槽道，所 述槽道的最大橫截面尺寸小于所述部分的最大橫截面尺寸。
9.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所去除的部分在折疊之前是圓形的。
10.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述去除步驟包括使用模具沖頭沖切掉所述 介質的一部分。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，還包括，在所述容器內定向所去除的部 分以使所去除部分的最長尺寸在容器內是基本上豎直的。
12.一種用于獲得含有干生物樣品的介質的一部分以便在試驗中使用的裝置，包括 沖頭，所述沖頭用于去除含有干生物樣品的介質的一部分，所述沖頭具有帶有最大橫截面尺寸的沖切面；以及槽道，所述槽道用于轉移由所述沖頭去除的部分，所述槽道的最小橫截面尺寸小于 所述沖頭的所述面的最大橫截面尺寸，所述槽道具有在所述沖頭的底面下方的入口。
13.根據(jù)權利要求12所述的裝置，其中，所述槽道包括與所述沖頭的中縱軸線成一定 角度的部分。
14.根據(jù)權利要求13所述的裝置，其中，所述槽道包括相對于所述成角度的部分成一 定角度的出口。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其中，所述出口的中縱軸線定向為基本平行于所述 沖頭的所述中縱軸線。
16.根據(jù)權利要求14或15所述的裝置，其中，所述出口構造為與用于保持所述部分 的容器相接合。
17.根據(jù)權利要求12至16中任一項所述的裝置，還包括用于保持所述部分的容器。
18.根據(jù)權利要求12至17中任一項所述的裝置，還包括推頂桿，所述推頂桿用于保持從含有干生物樣品的介質中去除的部分的一部分。
19.根據(jù)權利要求18所述的裝置，還包括第二推頂桿。
20.根據(jù)權利要求19所述的裝置，其中，所述第二推頂桿的長度與所述推頂桿的長度 不同。
21.根據(jù)權利要求12至20中任一項所述的裝置，還包括適于檢測所去除的部分是否 已經(jīng)通過所述槽道的檢測器。
22.根據(jù)權利要求21所述的裝置，還包括計算機控制機構，其用于一旦所去除的部分 已經(jīng)通過所述槽道就移動所述槽道。
23.根據(jù)權利要求12至22中任一項所述的裝置，還包括計算機控制機構，所述計算 機控制機構構造為使所述容器前進而處于所述槽道下方。
24.根據(jù)權利要求12至23中任一項所述的裝置，還包括紫外線輻射源，所述紫外線 輻射源用于選擇性地將所述裝置的與樣品接觸的表面暴露于所述輻射源。
25.根據(jù)權利要求24所述的裝置，其中，所述與樣品接觸的表面包括所述沖頭和/或 所述槽道。
全文摘要
一種沖切裝置(10)以及用于將盤片樣品(20)從含有干生物樣品的介質中傳送至試驗使用的容器內的方法。一方面，例如通過折疊改變盤片的形狀，以使具有較大橫截面尺寸的盤片可以裝入到橫截面尺寸小于從介質中沖切得到的盤片的容器中。
文檔編號G01N1/04GK102016538SQ200980110271
公開日2011年4月13日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權日2008年2月25日
發(fā)明者布雷德利·F·達文, 艾倫·大衛(wèi)·莫里森 申請人:比茲帕克(澳大利亞)有限公司