КОНТЕЙНЕР ДЛЯ НАБОРА РЕАГЕНТОВ, ИНТЕГРИРОВАННЫЙ С РЕЗЕРВУАРОМ ДЛЯ ОТРАБОТАННОГО МАТЕРИАЛА
CONTAINER FOR REAGENT KIT, INTEGRATED WITH WASTE TANK

Область техники
Изобретение относится к усовершенствованным сменным средствам для хранения текучих сред, используемым в комбинации с системами, предназначенными для обращения с жидкостями и входящими, например, в состав диагностических медицинских анализаторов in vitro. Конкретно, изобретение относится к контейнеру, в котором, кроме одного или более резервуаров, предназначенных для раздельного содержания одного или более различающихся между собой реагентов, расходуемых диагностическим медицинским анализатором в его рабочем режиме, предусмотрен резервуар для отработанного материала, собирающий и накапливающий отработанные жидкости, сбрасываемые данным анализатором. В особенности изобретение полезно в областях гематологии и проточной цитометрии, где необходимо приготовить образец цельной крови человека или животного, образованный посредством примешивания к ней одного или более реагентов и предназначенный для дальнейшего изучения преимущественно гематологическими анализаторами в автоматическом режиме. Однако изобретение может быть применено также и для анализа других жидких компонентов организма, которые перед этой процедурой смешиваются с надлежащими реагентами.
Уровень техники
Гематологические анализаторы применяются для измерения количества и других параметров кровяных клеток, содержащихся в цельной крови, взятой из человека или животного. При выполнении такого измерения анализатор отбирает из пробозаборной трубки аликвотную пробу крови (в типичном случае примерно 10-100 мкл) и использует различные жидкие реагенты, хранящиеся в раздельных резервуарах и предназначенные для смешивания с отобранным количеством крови. Обычно такими реагентами являются изотонические разбавители, дифференциальные и селективные лизирующие агенты, блокаторы, красители на активных формах азота (reactive nitrogen species, RNS), детергенты, очистители и другие подобные препараты, причем по меньшей мере в некоторых из них содержатся также пенообразующие агенты. Затем выполняют анализ образованной таким образом смеси путем измерения импеданса или оптических характеристик. По завершении анализа смесь жидких реагентов и крови выводят из анализатора как отработанный материал. Отбор крови и реагентов, смешивание их друг с другом, пропускание смеси через анализирующий блок, имеющийся в анализаторе, и, в завершение, выведение использованной смеси, т.е. отработанного материала, выполняют посредством имеющейся в составе анализатора системы, предназначенной для обращения с жидкостями и в общем случае представляющей собой жидкостную систему, открытую со стороны окружающей среды. Вследствие своей открытой конструкции данная система, кроме текучей среды, содержит воздух, всосанный в нее, например, отсасывающим насосом, выводящим отработанную смесь. Таким образом, в результате проявления смешивающего эффекта, инициируемого отсасывающим насосом, отработанный материал реально содержит небольшие пузырьки воздуха и, кроме того, оказывается вспененным. Анализатор в процессе выполнения своей функции расходует жидкие вещества (реагенты, кровь), производя/удаляя жидкое вещество в виде отработанного материала, в котором вместе с некоторым количеством пены содержится значительное количество воздуха. Кроме того, поскольку компонент в виде такого вспененного жидкого вещества, содержащего воздух, поступает из проанализированной цельной крови, данный отработанный материал в своей основе является биоопасным отходом, и с ним нужно обращаться осторожно, а также в соответствии со стандартами и нормативами техники безопасности. В частности, после выведения из жидкостной системы анализатора весь этот вспененный биоопасный отработанный материал, содержащий воздух, необходимо собрать.
В настоящее время стандартный подход к сбору отработанного материала предусматривает выведение его в специальный резервуар, находящийся вне анализатора или внутри него.
Для определенного типа анализов общепринятым практическим приемом является также подготовка комплекта жидких реагентов, которые должны совместно использоваться при анализе, т.е. использование мультиреагентного контейнера, в котором все требуемые реагенты находятся в отдельных закрытых контейнерах.
Чтобы обеспечить непрерывность процесса, реагенты после опустошения соответствующих контейнеров должны заменяться, а отработанный материал, когда предназначенный для его накопления резервуар заполнится, необходимо дезинфицировать, а затем безопасным образом удалить. Процедура замены контейнеров должна быть безопасной (в том числе биологически безопасной) и защищенной от случайных ошибок.
Чтобы облегчить манипулирование контейнерами, содержащими реагенты, и резервуаром, предназначенным для накапливания отработанного материала, их можно объединить в общем контейнере. Объем такого контейнера может быть постоянным и сведенным к минимуму, т.к., поскольку анализатор функционирует в режиме потребление/выведение, суммарный объем реагентов и суммарный объем жидкой части отработанного продукта имеют примерно постоянную величину. Данная концепция известна, например, из заявки WO 85/03056 А1, в которой описан мультифункциональный контейнер, а конкретно - емкость для текучих сред, имеющая жесткий наружный кожух и внутреннюю гибкую перегородку, которая разделяет внутренний объем на два отсека и позволяет каждому из них расширяться и сжиматься, когда другой отсек соответственно сжимается и расширяется, причем в каждой секции предусмотрены входное и/или выпускное отверстия.
В патенте US 5199594 описан контейнер, предназначенный для регенерации использованной обрабатывающей жидкости и состоящий из наружной коробки и гибкого внутреннего пакета. Данный пакет удерживается внутри коробки и имеет перегораживающую стенку, которая разделяет его внутренний объем на камеру, сохраняющую в себе обрабатывающую жидкость, и накопительную камеру для использованной жидкости. Каждая из этих камер имеет порт доступа, посредством которого она подключена к соответствующей внешней аппаратуре. Чтобы избежать наличия точечных проколов и просачивания, внутренний пакет выполнен из листового материала, состоящего из четырех-шести слоев, сваренных между собой надлежащим образом. Наружная коробка выполнена из гофрированного картона. Внутренний пакет имеет довольно сложную конструкцию, т.е. для его изготовления требуется относительно сложная технология
В патенте US 5665315 описан сменный контейнер для жидких веществ, выполненный по типу "пакет в коробке" и предназначенный для применения в гематологическом анализаторе. Контейнер состоит из наружной коробки, в которой находится несколько гибких заменяемых пакетов, заполненных реагентом, и гибкого пакета для накопления отработанного материала, удаляемого из анализатора. Пакеты, содержащие реагенты, снабжены сливными носиками, которые в рабочем положении направлены вниз, а у пакета, в который собирают отработанный материал, сливной носик ориентирован в противоположном направлении, т.е. вверх. Из-за наличия раздельных сливных носиков и особенностей их использования данная конструкция довольно громоздкая. Кроме того, поскольку внутри наружной коробки каждый пакет должен быть помещен отдельно от других пакетов, усложняется процедура сборки такого контейнера. Подобный контейнер для жидких веществ, тоже выполненный, как "пакет в коробке", предложен в US 8679425 В2, но в этом случае некоторые из гибких сменных пакетов заменены резервуарами, имеющими жесткие стенки.
В патенте US 8387817 В1 описан контейнер, вмещающий в себя изолированные текучие среды и состоящий из наружного контейнера, во внутреннем пространстве которого размещены первый и второй деформируемые внутренние контейнеры. Внутренние контейнеры для сообщения с их внутренними объемами снабжены соответствующими портами. Когда текучая среда забирается из первого внутреннего контейнера, его объем уменьшается, в результате чего второй контейнер получает возможность принять в себя примерно такое же количество текучей среды. Данный контейнер может быть использован в различных химических приложениях, таких как высокопроизводительная жидкостная хроматография или анализ впрыскиваемого образца жидкости (flow injection analysis, FIA). При этом подаваемая текучая среда забирается из первого внутреннего контейнера через его порт, используется и возвращается в виде отработанной текучей среды во второй внутренний контейнер, проходя через его порт. В результате суммарный объем текучих сред внутри наружного контейнера остается относительно постоянным. Поскольку внутренние контейнеры способны деформироваться, каждый из них, находясь внутри наружного контейнера, может изменять свою форму при заборе подаваемой текучей среды и возвращении отработанной текучей среды. Чтобы в процессе работы избежать каких-либо нежелательных искажений формы устройства, например деформации первого контейнера, приводящей к полному закупориванию выходного канала во время выведения текучей среды (в особенности при понижении уровня подаваемой текучей среды в первом внутреннем контейнере), как первый, так и второй внутренние контейнеры снабжены удлиненной полой трубкой типа соломинки, в стенке которой выполнены отверстия или перфорации. Данная трубка начинается у порта, проходит вниз и оканчивается во внутреннем объеме своего контейнера поблизости от его дна. Посредством этих отверстий или перфораций надежно обеспечивается равномерное отсасывание подаваемой жидкости из первого внутреннего контейнера вдоль его продольной оси, а также равномерное выведение отработанной жидкости во второй внутренний контейнер, также вдоль его продольной оси. В результате предотвращаются нежелательные изменения формы контейнеров. Однако в варианте, использующем такие полые трубки типа соломинки, изготовление контейнеров для набора реагентов усложняется, поскольку в соответствующий технологический процесс приходится включать по меньшей мере одну дополнительную стадию. В результате повышается вероятность загрязнения во время сборки, а также увеличиваются затраты.
В документе WO 2014/153081 А1 описан контейнер, предназначенный для использования совместно с жидкостным хроматографом высокого давления (ЖХВД). Предлагаемый контейнер имеет оболочку, образующую наружный контейнер, внутренний контейнер, удерживающий в себе текучую среду, свободный объем между данной оболочкой и внутренним контейнером, порт для сообщения по текучей среде между свободным объемом и источником сжатого газа и порт для сообщения по текучей среде между внутренним контейнером и ЖХВД. В процессе работы, поскольку количество сжатого газа внутри свободного объема увеличивается, текучая среда принудительно вытесняется через порт, подсоединенный к внутреннему контейнеру с текучей средой.
Далее, в опубликованной патентной заявке US 2005/0170356 А1 описан мультиреагентный контейнер, имеющий несколько секций для набора реагентов и, кроме того, снабженный чипом памяти для чтения и записи, в котором хранятся данные, относящиеся к контейнеру и к находящимся в секциях реагентам, протокол испытаний, перечисляющий использованные реагенты, код блокировки, а также хронологическая информация. В рабочем режиме эти данные могут переноситься между контейнером и анализирующим устройством, в котором данный мультиреагентный контейнер установлен для проведения тестов, выполняемых с использованием реагентов. Как вариант, данные, хранящиеся в чипе памяти, могут быть сделаны доступными компании, поставившей контейнер. Для этого можно использовать фактически любой (т.е. проводной или беспроводной) тип известного протокола передачи данных
Кроме того, в документе ЕР 473994 А2 описан сдавливаемый контейнер со встроенным внутренним контейнером, предназначенным для хранения и доставки жидкого наполнителя. Сдавливаемый контейнер представляет собой наружный контейнер, имеющий, по существу, стабильные размеры, но способный эластично деформироваться, тогда как помещенный в него внутренний контейнер является легко деформируемым. Стабильность размеров наружного контейнера выбирают такой, что после его сжатия (конкретно, посредством его сжимания рукой) он способен восстановить свою исходную конфигурацию, в то время как деформируемый внутренний контейнер под воздействием повышенного давления может фактически полностью сколлапсировать и, таким образом, опустошиться. Предусмотрено также закрывающее средство, герметизирующее относительно окружающей среды как промежуточное пространство между внутренним и наружным контейнерами, так и внутренний объем внутреннего контейнера, а также внутренний объем внутреннего контейнера относительно данного промежуточного пространства. Закрывающее средство снабжено выпускным клапаном для выведения наполнителя из внутреннего контейнера и впускным клапаном, обслуживающим промежуточное пространство. Внутренний контейнер поддерживается удерживающим средством типа втулки, которое установлено между наружным контейнером и закрывающим средством и обеспечивает наличие каналов, соединяющих промежуточное пространство с впускным клапаном. Выпускной клапан обеспечивает выведение наполнителя из внутреннего контейнера, когда в результате, в частности, сжимания наружного контейнера рукой создается повышенное давление. Впускной клапан обеспечивает возможность поступления воздуха снаружи в промежуточное пространство между внутренним и наружным контейнерами, когда в результате, например, снятия сжимающего усилия или выведения дозы наполнителя из внутреннего контейнера повышенное давление сбрасывается. Таким образом, промежуточное пространство выполняет только функцию источника периодически создаваемого давления, облегчающего выведение наполнителя через выпускной клапан.
Как уже упоминалось, в большинстве случаев вспененный и содержащий воздух отработанный материал, представляющий собой химически и/или биологически опасное вещество, выводится из жидкостной системы анализатора. Согласно исследованиям авторов изобретения удаляемый отработанный материал по меньшей мере на 50% состоит из воздуха, т.е. по меньшей мере половину объема отработанного материала представляет собой воздух, который вместе с частью жидкой фазы также возвращается обратно из анализатора в контейнеры для набора реагентов, выполняемые, как правило, по типу "пакет в коробке". Однако вследствие конструктивных особенностей таких контейнеров довольно часто возникают проблемы, связанные с присутствием внутри них воздуха. Более конкретно, вследствие неспособности используемых в известных анализаторах систем обращения с текучими средами устранить воздух из отработанного материала, накопление воздуха внутри контейнеров, в которые интегрирован резервуар для отработанного материала, создает серьезную проблему. В частности, следствием непрерывного накопления воздуха является превалирование нежелательного давления внутри данного резервуара, причем в контейнере этот эффект может привести к просачиванию/утечке в соединительных узлах резервуара (резервуаров), содержащего (содержащих) реагенты, поскольку к такому резервуару (к таким резервуарам) непрерывно прикладывается существенное давление со стороны резервуара, накапливающего отработанный материал.
Кроме того, согласно наблюдениям авторов изобретения, гибкий резервуар для реагента обычно имеет в дне выпускное отверстие для текучей среды или снабжен трубкой, проходящей вниз к дну резервуара через отверстие, выполненное сбоку или сверху. Наличие такого отверстия в верхней части гибкого резервуара, не имеющего внутренней трубки, приведет к коллапсированию верхней части резервуара в процессе выведения жидкости из его внутреннего пространства. В результате выпускное отверстие плотно перекрывается, блокируя поток жидкости гораздо раньше, чем резервуар полностью опустошится. Чтобы избежать возникновения этой проблемы, в гибкий резервуар приходится встраивать трубку. Однако для установки такого дополнительного компонента на место требуется еще одна сборочная операция; кроме того, этот компонент является потенциальным источником загрязнения внутреннего пространства резервуара. С другой стороны, выполнение выпускного отверстия в дне резервуара для реагента создает риск утечки.
Раскрытие изобретения
С учетом вышеизложенного задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании модернизированного контейнера для набора реагентов, интегрированного с резервуаром для отработанного материала. Предлагаемое устройство в особенности полезно для использования в анализаторах образцов, причем проблема скапливания воздуха в нем находится под контролем и в большинстве случаев фактически устранена.
Другой задачей изобретения является устранение или по меньшей мере ослабление недостатков известных контейнеров, снабженных интегрирующим резервуаром для отработанного материала и предназначенных для применения в анализаторах образцов. Конкретно, эта задача сводится к улучшению конструкции контейнеров такого типа, направленному на смягчение проблемы случайного закупоривания, блокирующего исходный поток текучей среды, а также на то, чтобы обеспечить возможность более эффективного, т.е. фактически полного, извлечения реагента (реагентов) из его (их) гибкого резервуара (гибких резервуаров).
Кроме того, поскольку находящиеся в реагентах любые химические или биологические загрязнения, пыль или посторонние частицы приведут к неточным результатам измерений, выполняемых анализатором, резервуары и другие связанные с ними аксессуары (например коннекторы и другие подобные средства) необходимо очищать и стерилизовать, а для этого нужно предусмотреть специальные технологии изготовления контейнеров. Очищение и стерилизация различных частей контейнеров для набора реагентов, а также последующее соединение этих частей в конструкцию такого контейнера и поддерживание полученной чистоты и стерильности на должном уровне существенно упрощается, если руками приходится касаться только некоторых деталей. В частности, чем меньше количество имеющихся деталей, тем легче/проще подготовить контейнер к заполнению его жидкими реагентами.
Перечисленные задачи решаются посредством новой конструкции контейнера для набора реагентов, интегрированного с резервуаром для отработанного материала. В предлагаемом контейнере предусмотрен канал для воздуха, выполненный в стенке контейнера, сообщающийся по газовой среде с окружающим пространством и, таким образом, обеспечивающий непрерывный контроль давления внутри резервуара для отработанного материала. В такой конструкции любой газ, попавший вместе с жидким отработанным материалом в данный резервуар, может легко его покинуть, в результате чего в контейнере для набора реагентов нежелательный газ (в частности воздух) скапливаться не будет.
Кроме того, перечисленные задачи решаются за счет использования преимущества, обеспечиваемого сохранением всей биоопасной отработанной жидкости внутри предлагаемого контейнера, который при этом служит также источником жидких реагентов. Для такого контейнера типа "пакет в коробке" расходование реагентов, выполняемое подключенным к данному контейнеру анализатором образцов, одновременно с накоплением отработанного материала, гарантирует постоянство уровня заполненного пространства внутри резервуара (коробки), имеющего (имеющей) жесткие стенки и содержащего (содержащей) отработанный материал. Таким образом, в каждой точке, находящейся у гибкой стенки резервуаров (пакетов), содержащих реагенты и расположенных внутри резервуара для отработанного материала, внутреннее и наружное давления (т.е. давления, существующие на двух противоположных сторонах гибкой стенки) будут приблизительно равны одно другому, в результате чего реагенты не проявляют тенденцию к стеканию в направлении дна резервуара, т.е. резервуар для набора реагентов ведет себя так, как если бы гравитация окружающей среды была равна нулю. Это позволяет реагентам без помощи дополнительных средств, в том числе полых трубок, выходить через выпускные отверстия для текучей среды, имеющие любую конфигурацию.
Конкретно, изобретение относится к контейнеру для набора реагентов, снабженному резервуаром для отработанного материала. Предлагаемый контейнер, раскрытый в п. 1 прилагаемой формулы изобретения, предназначен для использования в анализаторе образцов, который содержит интегрированную в него систему обращения с жидкостями, имеющую по меньшей мере одно входное отверстие для реагентов и выпускное отверстие для отработанного материала. Предпочтительные варианты контейнера представлены в п.п. 2-16 формулы.
Изобретение относится также к раскрытому в п. 17 формулы способу изготовления контейнера для набора реагентов, снабженного встроенным резервуаром для отработанного материала и предназначенного для использования в анализаторе образцов. Предпочтительные варианты предлагаемого способа раскрыты в п.п. 18-21 формулы.
Краткое описание чертежей
Чтобы сущность изобретения и остальные его преимущества стали более понятными, они будут разъяснены далее в подробном описании предпочтительного варианта предлагаемого устройства, используемого в комбинации с гематологическим анализатором, причем данное описание следует рассматривать со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 схематично представлен, в сечении, контейнер типа картриджа для набора реагентов, выполненный согласно изобретению и имеющий три полностью отделенных друг от друга резервуара с реагентами (вторые резервуары).
На фиг. 2 схематично представлен другой пример варианта контейнера для набора реагентов, в котором резервуар для отработанного материала выполнен в форме бутылки.
На фиг. 3 представлен, в перспективном изображении, пример второго резервуара, который содержит три резервуара, перманентно состыкованные друг с другом, причем данный второй резервуар образует основной отсек и два дополнительных отсека, объемы которых меньше, чем у второго резервуара.
На фиг. 4 приведен пример второго резервуара по фиг. 3 в собранном состоянии, в котором он устанавливается внутрь резервуара для отработанного материала контейнера для набора реагентов по фиг. 2.
На фиг. 5 представлен пример герметизирующего компонента, предназначенного для установки в проточные каналы, предусмотренные в контейнере для набора реагентов, и образующего непроницаемую для воздуха крышку и герметизацию каналов второго резервуара.
На фиг. 6(а)-6(е) представлены разные стадии складывания второго резервуара, проиллюстрированного на фиг. 3, с последующим размещением его в резервуаре для отработанного материала, имеющем форму бутылки.
Осуществление изобретения
Представленный на фиг. 1 контейнер 100 для набора реагентов, выполненный согласно изобретению, имеет форму картриджа. Конструкция контейнера 100 позволяет использовать его в комбинации с внешним анализатором образцов (на чертеже не показан), который снабжен встроенной системой обращения с жидкостями, предназначенной для манипулирования жидкофазным образцом при проведении по меньшей мере одного измерения, выполняемого по меньшей мере в одном анализирующем блоке анализатора. Данное манипулирование в числе прочих действий включает, в частности, следующие операции:
- производят забор образца, подлежащего анализу, например, из отдельного контейнера для образца, и забор из контейнера 100 одного или более реагентов, используемых в анализе,
- смешивают образец и реагент(ы) друг с другом,
- пропускают полученную смесь через анализирующий блок, расположенный внутри анализатора, и, наконец,
- выводят использованную смесь как отработанный материал в контейнер 100 для набора реагентов, выполненный согласно изобретению.
Для этого контейнер 100 имеет входное отверстие, выполненное с возможностью соединения с отверстием системы обращения с жидкостями, используемым для выведения отработанной жидкости. Кроме того, в контейнере 100 предусмотрены также одно или более выпускных отверстий, выполненных с возможностью соединения с отверстиями системы обращения с жидкостями, используемыми для ввода реагентов. Анализатор образцов, пригодный для применения в комбинации с данным контейнером 100, представляет собой гематологический анализатор, анализирующий цельную кровь человека или животного и предпочтительно способный функционировать в автоматическом режиме. Однако специалисту в этой области будет понятно, что контейнер 100 может быть использован и с другим типом анализатора образцов.
Частью контейнера 100 для набора реагентов является наружный (первый) резервуар 10, стенка 10а которого выполнена сплошной и задает собой внутреннее пространство 12, в предпочтительном варианте имеющее постоянные форму и размер/объем. Резервуар 10 выполняет функцию емкости для отработанного материала и сконфигурирован с возможностью, в процессе его использования, принимать смесь, выводимую из системы обращения с жидкостями. Внутреннее пространство 12 может иметь любой размер. В предпочтительном варианте оно составляет примерно 0,1-5 л; однако с таким же успехом контейнер 100 для набора реагентов, выполненный согласно изобретению, может быть изготовлен также и с уменьшенным или увеличенным объемом. В данном случае наружному резервуару 10 придана конфигурация в виде прямоугольной коробки, у которой сплошная стенка 10а образована боковыми стенками, состыкованными между собой по кромкам коробки и у ее углов. Боковые стенки коробки желательно выполнить из жесткого вещества, непроницаемого для жидкости, например из металла, пластика, такого как полиэтилен высокой плотности, или из любого другого материала, пригодного в данном аспекте. Непроницаемость резервуара 10 для жидкости можно обеспечить также, если с его внутренней стороны, т.е. со стороны, обращенной к внутреннему пространству 12, нанести слой, не пропускающий жидкость. Кроме того, вещество, образующее стенки, должно обладать стойкостью по отношению к химически и/или биологически опасным жидкостям, которые в возможном варианте попадают в объем резервуара 10. Контейнеру 100 для набора реагентов можно придать любую форму. С учетом эффективности заполнения пространства, кроме конфигурации в виде прямоугольной коробки, к наиболее предпочтительным в данном аспекте могут быть отнесены такие формы контейнера 100, как цилиндр, сфера, усеченный конус и усеченная пирамида.
Кроме того, в контейнере 100 для набора реагентов размещены один или более внутренних (вторых) резервуаров. В данном случае, как показано на фиг. 1, это отдельные резервуары 20, 30, 40, выполняющие функцию емкостей, содержащих реагенты. Они установлены во внутреннем пространстве 12 резервуара 10 для отработанного материала, выполнены из гибкого полимера, например из полимера на основе полипропилена, а также герметизированы и непроницаемы по отношению как к жидким реагентам, которые находятся в данных резервуарах, так и к отработанной жидкости, в которую они погружены. В процессе использования контейнера эти вторые резервуары 20, 30, 40 фактически плавают в отработанной жидкости, выведенной из анализатора для образцов во внутреннее пространство 12. Кроме того, каждый из вторых резервуаров 20, 30, 40 способен коллапсировать, а его сплошной стенкой задается изменяющееся внутреннее пространство, соответственно, 22, 32, 42, меняющее свою форму и размер/объем в зависимости от вытекшей из них жидкости и/или от наружного усилия, приложенного отработанной жидкостью, которая их окружает. Каждый из резервуаров 20, 30, 40 снабжен отверстием, соответственно 24, 34, 44 (вторые отверстия), переходящим в сливной носик или трубку, которые вставлены в соответствующий резервуар 20, 30, 40 и герметично присоединены к нему.
Резервуары 20, 30, 40 сконфигурированы с возможностью подавать, в процессе использования, один или более помещенных в них реагентов, в общем случае различающихся между собой, в систему обращения с жидкостями через отверстия 24, 34, 44, как это требуется в данный момент или предварительно задано. Полезный объем вторых резервуаров 20, 30, 40 может изменяться от нуля (когда все они, по существу, опустошены) до полного объема внутреннего пространства 12 резервуара 10 для отработанного материала (когда все вторые резервуары 20, 30, 40, по существу, заполнены реагентами и занимают, по существу, весь внутренний объем резервуара 10). Таким образом, резервуар 10 для отработанного материала и вторые резервуары 20, 30, 40 сконфигурированы так, что внутренний объем резервуара 10 будет, по существу, равен суммарному объему текучих реагентов, которыми можно заполнить резервуары 20, 30, 40. Поскольку объем анализируемых образцов представляет собой аликвотную долю, из этого следует, что контейнером 100 для набора реагентов можно пользоваться до момента полного израсходования реагентов, т.к резервуар 10 способен собрать в себе все количество отработанного материала, произведенного за счет полностью израсходованных реагентов.
Вторые резервуары 20, 30, 40 сконфигурированы с возможностью заполнения их различными жидкими реагентами, используемыми в вариантах анализа образцов (в типичном случае это изотонические разбавители, дифференциальные и селективные лизирующие агенты, блокаторы, RNS, красители, детергенты, очистители и другие подобные препараты).
Кроме того, в контейнере 100 для набора реагентов имеется первое отверстие 14, выполненное в стенке 10а и обеспечивающее возможность непосредственного сообщения между внутренним пространством 12 и внешним пространством, окружающим резервуар 10 для отработанного материала (т.е. пространством, внешним по отношению к контейнеру 100). Отверстию 14 можно придать любые размер и форму, позволяющие поочередно ввести через него во внутреннее пространство 12 наружного резервуара 10 один или более вторых резервуаров 20, 30, 40 (как это предусмотрено в данном варианте). Эту же процедуру можно провести совместно (одновременно) за один раз, если резервуары 20, 30, 40 уложить друг на друга, а затем свернуть и/или скрутить в единое целое (см., например, фиг. 3 и 6).
Контейнер 100 для набора реагентов снабжен также закрывающим компонентом 50, выполненным в виде цельной детали из эластичного материала, например, такого как силикон (в том числе вулканизированный), резина или любые другие материалы, пригодные в данном аспекте, причем форма компонента 50 согласована с конфигурацией отверстия 14 резервуара 10 для отработанного материала. Данный компонент 50 используется для решения двух задач. С одной стороны, он образует соединительное звено между системой обращения с жидкостями, входящей в конструкцию анализатора образцов, и внутренними пространствами 12, 22, 32, 42 резервуара 10 для отработанного материала и вторых резервуаров 20, 30, 40 соответственно. Конкретно, в компоненте 50 предусмотрены каналы 16, 26, 36, 46 для текучей среды, каждый из которых одним своим концом сообщается с одним из соответствующих внутренних пространств 12, 22, 32, 42. Другие концы каналов 16, 26, 36, 46 сконфигурированы с возможностью сообщаться по текучей среде с выпускным отверстием для отработанного материала и с соответствующими входными отверстиями для реагентов, предусмотренными в системе обращения с жидкостями (на чертеже не изображена).
Желательно выполнить каналы 16, 26, 36, 46 в виде отдельных сквозных проходов. Соединения между закрывающим компонентом 50 и отверстиями 24, 34, 44 вторых резервуаров 20, 30, 40 выполнены жесткими. Это означает, что, например, во время сборки контейнера 100 для набора реагентов с компонентом 50 и всеми вторыми резервуарами 20, 30, 40 обращаются, как с единым целым. С другой стороны, закрывающий элемент 50 после установки его в свое отверстие 14 служит в качестве герметичной крышки резервуара 10 для отработанного материала. Другими словами, когда контейнер 100 для набора реагентов находится в собранном состоянии, отверстие 14 оказывается перекрытым закрывающим компонентом 50, вставленным в отверстие 14 непроницаемым для жидкости образом, т.е. по прессовой посадке, исключающей просачивание. Чтобы избежать какого-либо расшатывания компонента 50 на своем рабочем месте, предусмотрена возможность повысить надежность данного соединения за счет дополнительной фиксации, например, посредством вклеивания компонента 50 в отверстие 14.
Кроме того, в контейнере 100 для набора реагентов имеется второе отверстие, выполненное в виде вентиляционного канала 18 в стенке 10а, также обеспечивающего непосредственное сообщение между внутренним пространством 12 и внешним пространством, окружающим резервуар 10 для отработанного материала. Другими словами, внутреннее пространство сообщается по газовой среде с наружным пространством. Каналу 18 можно придать любые размеры и форму, пригодные для эффективного управления, в особенности для понижения давления, которое создается или может создаваться во внутреннем пространстве 12 во время использования контейнера 100 в работающем анализаторе образцов. Чтобы избежать выплескивания отработанного материала из резервуара 10, вентиляционный канал 18 выполняют в том участке стенки 10а, который в рабочем положении контейнера 100 расположен, по существу, настолько высоко, насколько это возможно. На фиг. 1 данный участок показан как верхняя стенка коробки, образующей резервуар 10 для отработанного материала. В другом варианте контейнера 100 предусмотрена возможность ввести в вентиляционный канал 18 средство, регулирующее давление газа и, тем самым, способствующее управлению давлением во внутреннем пространстве 12 и/или регулирующее/устанавливающее значение этого давления. Как должно быть понятно специалисту в этой области, данное средство (без претензий на полноту приведенного далее перечня) может быть любым компонентом группы, в которую входят известные сами по себе обратные клапаны, клапаны, ограничивающие давление, клапаны автоматического сброса воздуха, клапаны ручного управления и другие устройства этого типа.
Кроме того, предусмотрена возможность выполнить вентиляционный канал 18 с несколькими сквозными отверстиями в стенке 10а и распределить их в ее самой высокой зоне или сгруппировать поблизости одно от другого. Как результат наличия канала 18, во внутреннем пространстве 12 существенно понижается вероятность образования нежелательного давления или возникновения неожиданного скачка давления. Данный канал 18 можно сформировать и непосредственно в закрывающем компоненте 50.
На фиг. 2-5 проиллюстрирован другой предпочтительный вариант контейнера для набора реагентов, выполненного согласно изобретению и в данном случае имеющего форму бутылки. У контейнера 200 имеется первый (наружный) резервуар 210 в виде бутылки, изготовленной, например, из полиэтилена высокой плотности и задающей неизменяющееся внутреннее пространство 212. В пространство 212 помещен второй (внутренний) резервуар 220, сформированный, например, из трех вторых резервуаров 20, 30, 40 контейнера 100, рассмотренного выше. Однако в данном случае резервуары 20, 30, 40 перманентно соединены друг с другом, и поэтому в дальнейшем описании второй резервуар 220 будет рассматриваться как единственный блок, содержащий три резервуара, которые являются отдельными герметизированными отсеками (секциями) и представляют собой основной резервуар и два дополнительных резервуара меньшего объема. В отношении остальных особенностей, свойств и конструкции резервуар 220 идентичен вторым резервуарам 20, 30, 40, которые не состыкованы между собой, т.е. отделены друг от друга.
Как и вторые резервуары 20, 30, 40, второй резервуар 220 выполнен с возможностью заполнения различными реагентами. Кроме того, в контейнере 200 для набора реагентов предусмотрено первое отверстие 214, которое фактически образовано отверстием горловины первого резервуара 210, имеющего форму бутылки. Непроницаемое для воздуха перекрывание данного отверстия и способность контейнера 200 для набора реагентов сообщаться по текучей среде с системой обращения с жидкостями, входящей в конструкцию анализатора образцов, обеспечиваются закрывающим компонентом 250, свойства которого подобны свойствам закрывающего компонента 50, рассмотренного выше. В частности, на фиг. 3 можно четко различить выполненные в закрывающем компоненте 250 канал 216 для текучей среды, открытый во внутреннее пространство 212, вентиляционный канал 218 и каналы 226, 236, 246 для текучей среды, связанные с отсеками второго резервуара. Все эти каналы идентичны соответствующим каналам закрывающего компонента 50.
Чтобы во время хранения контейнера 200 избежать смешивания различных реагентов, которыми заполнены раздельные секции (отсеки) второго резервуара 220, герметизирующий компонент 60, представленный на фиг. 5, обеспечивает индивидуальную герметизирующую крышку для каждого такого отсека. Желательно выполнить компонент 60 в виде цельной детали из силикона, резины или любого другого пригодного материала. На время хранения контейнера 200 компонент 60 должен быть вставлен в выполненные в закрывающем компоненте 250 вентиляционный канал 218 и в каналы 216, 226, 236, 246 для текучей среды. Для этого компонент 60 снабжен пластиной 62, на одной стороне которой из нее выступает несколько пробок 64. Количество пробок 64 равно по меньшей мере количеству каналов 226, 236, 246 второго резервуара 220, предназначенных для текучей среды и подлежащих герметизации, а геометрическое расположение пробок 64 полностью соответствует геометрическому расположению этих каналов. В предпочтительном варианте количество пробок 64 строго равно количеству каналов для текучей среды, выполненных в закрывающем компоненте 250, геометрическое расположение которых соответствует геометрическому расположению пробок 64. Каждой пробке 64 приданы форма и размеры, отвечающие форме и размерам соответствующего канала, в который эту пробку нужно вставить. Таким образом, для достижения требуемого герметизирующего эффекта пробки 64 герметизирующего компонента 60 устанавливаются на одной линии с каналами, подлежащими герметизации, а затем одним движением просто вдавливаются в надлежащее место.
Кроме того, во время хранения контейнера 200 для набора реагентов сам он закрыт резьбовым колпачком 70, который известен сам по себе, и который можно навинчивать по ответной резьбе 214а, выполненной на наружной стороне первого отверстия 214 (т.е. по меньшей мере на участке горловины контейнера 200, имеющего форму бутылки). Для специалиста в этой области будет понятно, что для использования контейнера 200 необходимо перед его сопряжением с системой обращения с жидкостями, входящей в конструкцию анализатора образцов, свинтить колпачок 70 и удалить герметизирующий компонент 60.
Кроме того, в контейнере 200 для набора реагентов содержится надлежащее электронное средство, обеспечивающее мониторинг данного контейнера в течение всего времени его существования. Для этого закрывающий компонент 250 сконфигурирован с возможностью введения в него соответствующего электронного устройства и обеспечения требуемых электрических соединений для пользователя (а также для поставщика контейнера) или для анализатора образцов, чтобы обеспечить обмен данными между этим электронным устройством и наружным блоком. Как показано на фиг. 3, закрывающий компонент 250 в своем объеме имеет полость, в которой размещен электронный блок 51, известный сам по себе. Он содержит блок памяти для чтения и записи, а также обеспечивающий его питание источник энергии и линию связи по меньшей мере для нестационарного/периодического обмена данными между ним и внешним блоком. Электронный блок 51 выполнен с возможностью хранения, считывания и изменения информации, собранной в блоке памяти. Данная информация охватывает, без претензий на полноту перечня, следующие типичные примеры:
- данные, предоставляемые поставщиком, такие, например, как серийный номер контейнера для набора реагентов, серийный номер производственной партии, исходное содержимое/исходный объем контейнера, дата изготовления и другие идентификационные данные изделия,
- данные, внесенные пользователем при первом использовании контейнера для набора реагентов совместно с анализатором образцов, в котором данный контейнер использовался, или с внешним блоком, установленным в анализаторе, такие, например, как дата первого открывания контейнера, содержимое, еще пригодное для применения, количество выполненных анализов и другие подобные сведения.
При этом обмен данными может производиться посредством беспроводной коммуникации или по проводам с использованием для этого электродов 52, 54, также установленных в закрывающем компоненте 250.
Контейнер 200 для набора реагентов признан особенно предпочтительным, например, при его транспортировке и ручном манипулировании с ним. Для его транспортирования не нужен никакой дополнительный наружный контейнер, а находящиеся в общем резервуаре для отработанного материала гибкий второй резервуар/гибкие вторые резервуары (резервуар/резервуары с реагентами) все время защищены от механического ударного воздействия жестким наружным резервуаром, непроницаемым для текучей среды (резервуаром для отработанного материала), так что дополнительная защита для них не требуется. Соединение между резервуарами, содержащими реагенты, и анализатором образцов расположено у самой верхней зоны контейнера, в результате чего в этом месте предотвращается какая-либо утечка.
Наружный резервуар с жесткими стенками и один или более резервуаров с гибкими стенками, содержащих реагенты, независимо от того, отодвинуты они друг от друга или состыкованы между собой, изготавливаются отдельно и независимо друг от друга. Это означает, что контейнер должен быть скомпонован до заполнения реагентами. Чтобы избежать какого-либо загрязнения внутренних объемов резервуаров, перед сборкой необходимо провести надлежащую стерилизующую операцию. После ее завершения резервуары, содержащие реагенты, вставляют во внутреннее пространство резервуара для отработанного материала, получая таким образом выполненный согласно изобретению контейнер для набора реагентов, который снабжен интегрированным в него резервуаром для отработанного материала.
На фиг. 6 проиллюстрированы операции (а)-(е) возможного варианта процесса сборки контейнера 200. Однако подобные операции могут быть выполнены также и в случае контейнера 100, если наружный резервуар 10, имеющий форму коробки, выполнен с первым отверстием 14, которое относительно невелико по сравнению с габаритными размерами вторых резервуаров 20, 30, 40, вставляемых в резервуар 10.
Как это проиллюстрировано на фиг. 6, второй резервуар 220 за несколько последовательных операций (а)-(с) складывается параллельно своей продольной оси таким образом, чтобы на операции (d) получить свернутый второй резервуар 220' с поперечным размером (т.е. размером, измеренным, по существу, перпендикулярно продольной оси), соизмеримым с размером первого отверстия 214, выполненного в первом резервуаре. Затем, на операции (е) свернутый второй резервуар на всю его длину вставляют через первое отверстие 214 в первый резервуар 210. После этого в первое отверстие 214 герметично устанавливают закрывающий компонент и через соответствующий канал в первый резервуар вводят до заданного уровня буферную текучую среду, вытесняя таким образом воздух из второго резервуара. На следующей операции заполняют второй резервуар, в результате чего он раскрывается, занимая внутреннее пространство первого резервуара. В процессе заполнения уровень буферной текучей среды во внутреннем пространстве первого резервуара удерживается постоянным у своего заданного значения. Раскрыванию второго резервуара способствует буферная текучая среда, увлажняющая жесткую стенку первого резервуара и гибкую стенку второго резервуара. По окончании заполнения второго резервуара в каналы закрывающего компонента вставляют герметизирующий компонент, а затем на первое отверстие навинчивают резьбовой колпачок. Теперь контейнер для набора реагентов подготовлен к продаже или транспортировке.
Изобретение подробно описано на примере своего особенно предпочтительного варианта; однако, должно быть понятно, что в него могут быть внесены многочисленные изменения и варианты, не выходящие за границы идеи изобретения, причем все они также должны считаться охватываемыми прилагаемой формулой.