МЕХАНИЧЕСКИЙ КАРТРИДЖ С ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ НА ИНДИКАТОРНЫХ ПОЛОСКАХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ИЗМЕРИТЕЛЬНОМ ПРИБОРЕ ДЛЯ ТЕКУЧИХ АНАЛИТОВ
MECHANICAL CARTRIDGE WITH ELEMENTS FOR REGULATING FLOW OF FLUID MEDIUM ON INDICATOR STRIPS FOR USE IN MEASURING DEVICE FOR FLUID ANALYTES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системам для улучшения потока текучей среды, проходящего через индикаторные полоски для анализа капли жидкости, растекающейся в боковом или радиальном направлении. Настоящее изобретение также относится к одноразовым картриджам, используемым в измерительных приборах для анализа текучих аналитов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Индикаторные полоски для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, широко используются в множестве различных случаев применения. Наиболее распространенной проблемой при использовании индикаторных полосок для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, является гарантирование того, что оптимальное количество текучей среды в пробе будет проходить через полоску. Более точно, важно обеспечить то, чтобы индикаторная полоска принимала достаточное количество текучей среды с тем, чтобы она была полностью пропитана (так, чтобы текучая среда проходила полностью через всю длину индикаторной полоски). Однако также важно, чтобы индикаторная полоска не была залита (так, что текучая среда может просачиваться из индикаторной полоски за счет капиллярного воздействия, тем самым достигая других элементов внутренней части устройства).
Кроме того, также желательно, чтобы проба текучей среды проходила через индикаторную полоску в виде равномерного фронта и при этом не перемещалась быстрее вперед вдоль любой из двух сторон или середины индикаторной полоски. Кроме того, распространенной проблемой, связанной с индикаторными полосками для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, является то, что текучая среда может течь (или просто скапливаться) вдоль верхней или нижней поверхностей индикаторной полоски (тем самым, частично обходя зону реакции, происходящей внутри самой индикаторной полоски). В завершение, пробы текучей среды могут разбрызгиваться по индикаторной полоске из прокладки для приема пробы, что приводит к нежелательным результатам. Более точно, подобное разбрызгивание по индикаторной полоске может привести к заливке (c капиллярным потоком из индикаторной полоски).
В соответствии с настоящим изобретением разработана система для обеспечения опоры для индикаторной полоски, предназначенной для использования в измерительном приборе для текучего аналита так, что поток текучей среды регулируется как при исходном поступлении текучей среды в индикаторную полоску из прокладки для пробы, так и при перемещении текучей среды через саму индикаторную полоску. Таким образом, система согласно настоящему изобретению позволяет преодолеть указанные выше недостатки, которые часто характерны для многих существующих манипуляционных систем для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним аспектом система регулирования потока согласно настоящему изобретению расположена в одноразовом картридже, в котором размещена, по меньшей мере, одна индикаторная полоска для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении. Одноразовый картридж вставляется в многократно используемый измерительный прибор для анализа текучего аналита, при этом измерительный прибор затем считывает результаты аналитической реакции, которая выполняется в индикаторной(ых) полоске(ах) для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении.
В соответствии с настоящим изобретением одноразовый механический картридж включает в себя элементы для регулирования потока текучей среды, которые способствуют регулированию перемещения потока текучей среды из прокладки для размещения пробы в индикаторную полоску заданным образом с поддержанием соответствующего пропитывания индикаторной полоски, но без заливания индикаторной полоски. Кроме того, одноразовый механический картридж включает в себя элементы для регулирования потока текучей среды, которые служат опорой индикаторной полоске таким образом, что это способствует регулированию перемещения потока текучей среды через саму индикаторную полоску. Более точно, элементы для регулирования потока текучей среды согласно настоящему изобретению обеспечивают то, что растекание текучей среды происходит в боковом направлении через индикаторную полоску при одновременном предотвращении капиллярного потока текучей среды вдоль верхней или нижней поверхностей индикаторной полоски и при одновременном предотвращении просачивания текучей среды из индикаторной полоски и в другие места в корпусе картриджа. Кроме того, в случае индикаторных полосок с секциями, выполненными из разных материалов, данные элементы для регулирования потока текучей среды предпочтительно могут быть использованы для удерживания перекрывающихся частей индикаторной полоски вместе в однородном контакте, в результате чего облегчается перемещение текучей среды между частями индикаторной полоски, выполненными из различных материалов.
В соответствии с одним аспектом система регулирования потока текучей среды согласно настоящему изобретению включает в себя индикаторную полоску для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении; прокладку для пробы, примыкающую к индикаторной полоске для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении; и прижимную стенку, расположенную с возможностью направления потока текучей среды из прокладки для пробы к индикаторной полоске для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении.
В одном приведенном в качестве примера варианте осуществления прижимная стенка расположена так, что она сжимает прокладку для приема пробы. Прижимная стенка может включать в себя: первую часть, отделяющую предназначенную для размещения пробы часть прокладки для размещения пробы от той части прокладки для пробы, которая примыкает к индикаторной полоске, и вторую часть, отделяющую предназначенную для размещения пробы часть прокладки для пробы от той части прокладки для пробы, которая удалена от индикаторной полоски. В соответствии с настоящим изобретением первая часть прижимной стенки сдавливает прокладку для размещения пробы в меньшей степени, чем вторая часть прокладки для приема пробы.
Как будет разъяснено, преимуществом прижимной стенки согласно настоящему изобретению является то, что она направляет начальную часть пробы, размещаемой на прокладке для пробы, к индикаторной(ым) полоске(ам) и затем направляет избыточную часть потока пробы, размещаемой на прокладке для пробы, в сторону от индикаторной(ых) полоски(ок).
В одном приведенном в качестве примера варианте осуществления изобретения первая и вторая части прижимной стенки могут вместе непрерывно окружать предназначенную для размещения пробы часть прокладки для размещения пробы. Прижимная стенка предпочтительно сдавливает прокладку для размещения пробы таким образом, что текучая среда, поступившая на прокладку для пробы, предпочтительно стремится перетечь из предназначенной для размещения пробы части прокладки для размещения пробы в часть прокладки для пробы, которая примыкает к индикаторной полоске, и, следовательно, в меньшей степени перетечь из предназначенной для размещения пробы части прокладки для размещения пробы в часть прокладки для пробы, удаленную от индикаторной полоски. Другими словами, прижимная стенка предпочтительно сдавливает прокладку для размещения пробы таким образом, что текучая среда, поступившая на прокладку для пробы, будет более быстро перетекать из предназначенной для размещения пробы части прокладки для размещения пробы в часть прокладки для пробы, которая примыкает к индикаторной полоске, и более медленно перетекать из предназначенной для размещения пробы части прокладки для размещения пробы в часть прокладки для пробы, расположенную вдали от индикаторной полоски.
В соответствии с другим аспектом система регулирования потока текучей среды согласно настоящему изобретению включает в себя систему для обеспечения опоры для индикаторной полоски для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, выполненную с конфигурацией, позволяющей направлять поток через индикаторную полоску при одновременном предотвращении капиллярного потока из индикаторной полоски. Более точно, данная система может включать в себя: индикаторную полоску для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении; верхнюю опорную конструкцию, расположенную с возможностью сдавливания индикаторной полоски; и нижнюю опорную конструкцию, расположенную под индикаторной полоской. Каждая из верхней и нижней опорных конструкций предпочтительно содержит множество отдельных отстоящих друг от друга, поддерживающих ребер, расположенных по длине индикаторной полоски. Возможно, поддерживающие ребра проходят поперек от края до края индикаторной полоски. Также возможно то, что каждое множество поддерживающих ребер или в верхней, или в нижней опорах может представлять собой "подставку", которая не выступает за боковые стороны индикаторной полоски.
Преимуществом данных элементов для регулирования потока текучей среды является то, что они обеспечивают равномерный поток в боковом направлении через индикаторную полоску. То есть текучая среда не стремится перемещаться вперед быстрее или медленнее вдоль краев индикаторной полоски (по сравнению с серединой индикаторной полоски). Кроме того, элементы для регулирования потока текучей среды согласно настоящему изобретению препятствуют капиллярному потоку текучей среды вдоль верхней или нижней поверхностей индикаторной полоски. (Такой поток изменил бы отражательную способность поверхности индикаторной полоски, в результате чего были бы изменены показания приборов при испытаниях (результаты измерений)).
В соответствии с еще одним аспектом система регулирования потока текучей среды включает в себя конструкцию для регулирования потока текучей среды в индикаторной полоске для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, включающую в себя: индикаторную полоску для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, имеющую первую часть, выполненную из первого материала, и вторую часть, выполненную из второго материала, при этом конец первой части перекрывает конец второй части; первое поддерживающее ребро, проходящее от края до края перекрывающихся концов первой и второй частей индикаторной полоски для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении; и второе поддерживающее ребро, проходящее от края до края стороны, противоположной по отношению к перекрывающимся концам первой и второй частей индикаторной полоски для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен одноразовый картридж, предназначенный для использования в измерительном приборе для текучих аналитов, включающий в себя: корпус, имеющий, по меньшей мере, одно отверстие для оптического опроса; прокладку для размещения пробы в корпусе; предназначенную для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, индикаторную полоску, расположенную рядом с отверстием для оптического опроса; и влагоизоляционный элемент в корпусе, при этом влагоизоляционный элемент предотвращает попадание влаги в корпус, и при этом влагоизоляционный элемент закрывает отверстие для оптического опроса, обеспечивая возможность оптического опроса индикаторной полоски через данный элемент.
Настоящее изобретение может быть применено вместе с индикаторными полосками для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, которые можно найти в различных аналитических измерительных приборах и измерительных системах для анализа выделяемых организмом текучих сред. Только в одном предпочтительном варианте осуществления система согласно настоящему изобретению используется в гемоглобинометре для измерения гемоглобина Alc (HbAlc). В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения каплю крови, подлежащей анализу, помещают в измерительный прибор или в картридж, который затем вставляют в измерительный прибор.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - выполненный с пространственным разделением элементов вид в перспективе одноразового картриджа, в котором размещены прокладка для пробы и две индикаторные полоски.
Фиг.2А - вид в плане сверху верхней части одноразового картриджа по фиг.1.
Фиг.2В - вид в плане снизу верхней части одноразового картриджа по фиг.1.
Фиг.3А - вид в плане снизу нижней части одноразового картриджа по фиг.1.
Фиг.3В - вид в плане сверху нижней части одноразового картриджа по фиг.1.
Фиг.3С - вид, соответствующий фиг.3В, но включающий в себя прокладку для пробы и пару индикаторных полосок.
Фиг.4 - вертикальное боковое сечение по линии 4-4 на фиг.2В и 3С (показывающее как верхнюю часть, так и нижнюю часть картриджа, расположенные определенным образом друг относительно друга, с элементами для регулирования потока текучей среды по настоящему изобретению, проиллюстрированными подробно).
Фиг.5 - схематическая иллюстрация прокладки для приема пробы, индикаторных полосок и прижимных стенок, показывающая поступательное движение потока текучей среды со временем в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В соответствии с настоящим изобретением предложены элементы для регулирования потока текучей среды, предназначенные для управления поступлением потока текучей среды в и через индикаторные полоски для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении. Как проиллюстрировано здесь, настоящее изобретение идеально подходит для применения в одноразовых картриджах, которые вставляются в измерительный прибор для анализа текучих аналитов. В одном приведенном в качестве примера случае применения картридж согласно настоящему изобретению и индикаторные полоски выполнены с конфигурацией, позволяющей использовать их для измерения гемоглобина Alc (HbAlc). Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено таким образом. Например, оно также может быть использовано для обнаружения других аналитов в пробах других текучих сред. Как следует понимать, термин "аналит из текучей среды организма (body fluid analyte)" используется для обозначения любого вещества, представляющего аналитический интерес, такого как гемоглобин Alc, холестерин, триглицериды, альбумин, креатинин, человеческий хорионический гонадотропин (hCG) или т.п., в любой текучей среде организма, такой как кровь, моча, пот, слезы или т.п., а также в текучих экстрактах из тканей организма, независимо от того, применяются ли они непосредственно в конструкции согласно настоящему изобретению или в виде разбавленного раствора. Кроме того, элементы для регулирования потока текучей среды по настоящему изобретению также могут быть использованы в одноразовом измерительном приборе однократного применения (то есть в измерительном приборе для текучего аналита, имеющем прокладку для приема пробы, индикаторную(ые) полоску(и) и элементы для регулирования потока текучей среды согласно настоящему изобретению, находящиеся в данном приборе).
Как видно на фиг.1, разработан одноразовый картридж 30. Картридж 30 имеет верхнюю часть 40 и нижнюю часть 20, которые расположены вместе так, что между ними помещаются прокладка 32 для пробы и две индикаторные полоски 34 для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении. Следует понимать, что конструкция картриджа 30 приведена просто в качестве примера. Таким образом, настоящее изобретение также охватывает дополнительные конструкции, включая системы только с одной индикаторной полоской 34 или с более чем двумя индикаторными полосками 34, предусмотренными в них.
При эксплуатации пробу текучей среды размещают в картридже 30 через верхнее отверстие 44 в верхней части 40, предназначенное для размещения пробы. Проба текучей среды может представлять собой каплю крови, но она не ограничена таким образом. Проба сначала попадает на прокладку 32 для размещения пробы. Оттуда проба текучей среды впитывается в индикаторные полоски 34. Затем в каждой из индикаторных полосок 34 происходит химическая реакция, которая может быть выявлена оптически с помощью измерительного прибора (не показанного) через отверстия 21 в нижней части 20, предназначенные для оптического опроса. В предпочтительных вариантах осуществления индикаторные полоски 34 представляют собой индикаторные полоски для анализа жидкости, растекающейся в боковом направлении, и параметры реакции, которая происходит на них, измеряются оптической системой (например, рефлектометрами) в измерительном приборе. Примеры подобных систем можно найти в патентах США 5837546, 5945345 и 5580794, полностью включенных в данное описание путем ссылки для всех целей.
Элементы для регулирования потока текучей среды по настоящему изобретению способствуют регулированию перемещения текучей среды как (а) из прокладки 32 для размещения пробы на индикаторные полоски 34, так и (b) через индикаторные полоски 34. Данные элементы для регулирования потока текучей среды и их соответствующие преимущества полностью будут описаны ниже.
На фиг.2А и 2В показаны дополнительные детали верхней части 40, описанные ниже. Как указано выше, верхняя часть 40 имеет отверстие 44, через которое вводится проба текучей среды. Прижимная стенка 45 выступает вниз из верхней части 40 и имеет первую часть 45А и вторую часть 45В. Прижимная стенка 45 расположена так, что она будет находиться непосредственно над прокладкой 32 для размещения пробы. Первая часть 45А выступает вниз на большее расстояние из верхней части 40, чем расстояние, на которое вторая часть 45В выступает вниз из верхней части 40. (То есть часть 45А прижимной стенки имеет большую высоту, чем часть 45В прижимной стенки). В результате, когда верхняя часть 40 и нижняя часть 20 будут размещены вместе, первая часть 45А будет сдавливать прокладку 32 для пробы в большей степени, чем вторая часть 45В будет сдавливать прокладку 32 для пробы. Части 45А и 45В могут вместе образовывать непрерывную стенку вокруг отверстия 44, как показано. Как будет разъяснено ниже со ссылкой на фиг.4, данный элемент (признак) используется для предпочтительного регулирования перемещения потока текучей среды из прокладки 32 для пробы на индикаторные полоски 34.
В соответствии с проиллюстрированными вариантами осуществления прижимная стенка расположена над прокладкой для пробы. Однако настоящее изобретение не ограничено таким образом. Например, следует понимать, что прижимная стенка вместо этого может быть расположена под прокладкой для пробы. Как вариант, системы, в которых прижимные стенки расположены как над, так и под прокладкой для пробы, возможны в объеме настоящего изобретения.
Кроме того, верхняя часть 40 дополнительно включает в себя множество выступающих вниз, поддерживающих ребер 46. Поддерживающие ребра 46 расположены над индикаторными полосками 34, когда верхняя часть 40 и нижняя часть 20 размещены вместе. Поддерживающие ребра 46 проходят в поперечном направлении от края до края индикаторных полосок 34. Как будет разъяснено ниже со ссылкой на фиг.4, поддерживающие ребра 46 используются для того, чтобы способствовать предпочтительному регулированию потока текучей среды через индикаторные полоски 34.
Как можно видеть, поддерживающие ребра 46 предпочтительно могут быть выполнены в виде подставок (то есть боковые края поддерживающих ребер 46 не контактируют с боковыми краями 47 полости 48). В одном приведенном в качестве примера варианте осуществления ширина поддерживающих ребер 46 не превышает ширину индикаторных полосок 34. Таким образом, поперечные поддерживающие ребра 46 не выступают за боковые стороны индикаторных полосок 34.
На фиг.3А и 3В показаны дополнительные детали нижней части 20, описанные ниже. Нижняя часть 20 имеет часть 23 для размещения прокладки для пробы (в которой размещена прокладка 32 для пробы). Кроме того, нижняя часть 20 имеет две полости 28, в которые вставлены индикаторные полоски 34. Нижняя часть 20 имеет три пары расположенных на расстоянии друг от друга ребер 22, 24 и 26. Индикаторные полоски 34 расположены над поддерживающими ребрами 24 и 26. Ребра 22 расположены у конца прокладки 32 для размещения пробы, рядом с тем местом, где прокладка 32 для размещения пробы контактирует с каждой из индикаторных полосок 34. Поддерживающие ребра 24 и 26 могут представлять собой "подставки", как показано (то есть боковые края поддерживающих ребер 24 и 26 не контактируют с боковыми краями 27 полостей 28). В одном приведенном в качестве примера варианте осуществления ширина поддерживающих ребер 24 и 26 не превышает ширины индикаторных полосок 34. Таким образом, поперечные поддерживающие ребра 24 и 26 не выступают за боковые стороны индикаторных полосок 34. В одном варианте осуществления две выемки 25 могут быть расположены с обеих сторон от поддерживающего ребра 26. Данная конструкция особенно предпочтительна вследствие того, что выемки 25 обеспечивают изоляцию с обеих сторон поддерживающего ребра 26, так что в данном месте создается препятствие для капиллярного потока текучей среды из индикаторной полоски 34.
Кроме того, могут быть предусмотрены штифты 29 для закрепления одного конца каждой из индикаторных полосок 34. Более точно, штифты 29 вставлены в каждое из отверстий 33 в индикаторной полоске 34 (фиг.1). Дополнительные детали каждого из ребер 22, 24 и 26 будут проиллюстрированы ниже со ссылкой на фиг.4.
Кроме того, множество штифтов 31 для прижатия прокладки для пробы в направлении вперед может быть предусмотрено на заднем конце прокладки 32 для пробы для обеспечения того, что прокладка 32 для пробы не будет перемещаться с места на место в части 23 для размещения прокладки для пробы.
Фиг.3С показывает положение прокладки 32 для пробы и индикаторных полосок 34 в нижней части 20. Как можно понять, когда проба текучей среды стекает каплями через отверстие 44 (в не показанной верхней части 40), она попадает непосредственно на прокладку 32 для размещения пробы. Из нее проба впитывается в каждую из индикаторных полосок 34. Кроме того, на фиг.3С показаны два вывода 39 для автоматического запуска. Выводы 39 для автоматического запуска служат для обнаружения наличия пробы текучей среды на прокладке 32 для пробы. Таким образом, выводы 39 для автоматического запуска могут быть использованы для активизации электронных и оптических систем измерительного прибора. В результате система согласно настоящему изобретению может быть активизирована (то есть "включена"), когда проба текучей среды будет впервые обнаружена на прокладке 32 для пробы. Один конец каждого из выводов 39 для автоматического запуска контактирует с прокладкой 39 для пробы. Другой конец каждого из выводов 39 для автоматического запуска может быть расположен рядом с окнами 19 (фиг.3В) для обеспечения электрического контакта с компонентами электрической системы в измерительном приборе, в который вставлен картридж 30.
Фиг.4 соответствует виду, выполненному по линии 4-4 на фиг.2В и 3С, и показывает верхнюю часть 40 и нижнюю часть 20 картриджа 30 с прокладкой 32 для пробы и индикаторной полоской 34, вставленными между верхней частью 40 и нижней частью 20. На фиг.4 проиллюстрированы элементы для регулирования потока согласно настоящему изобретению в процессе работы, описанном ниже.
Каплю D пробы текучей среды (которая может включать в себя каплю крови, но не ограничена ею) вводят через отверстие 44 в верхней части 40. Капля D затем достигает прокладки 32 для пробы. В одном варианте осуществления прокладка 32 для пробы образована из двух слоев нетканого поглощающего материала целлюлозного типа. Однако прокладка 32 для пробы может быть выполнена из других подходящих для этого материалов. В соответствии с настоящим изобретением проба текучей среды затем просачивается (впитывается) из прокладки 32 для пробы в индикаторную полоску 34 регулируемым образом, как описано ниже.
Как указано выше, прижимная стенка 45А выступает дальше вниз из верхней части 40, чем прижимная стенка 45В. В результате прижимная стенка 45А сдавливает прокладку 32 для пробы в большей степени, чем прижимная стенка 45В. В одном приведенном в качестве примера варианте осуществления прижимная стенка 45А сдавливает от 60 до 90% высоты прокладки 32 для размещения пробы, и прижимная стенка 45В сдавливает от 2 до 30% высоты прокладки 32 для размещения пробы. В определенных вариантах осуществления прижимная стенка 45А сдавливает от 70 до 80% высоты прокладки 32 для приема пробы, и прижимная стенка 45В сдавливает от 5 до 15% высоты прокладки 32 для приема пробы. Следует понимать, что вышеуказанные диапазоны сжатия приведены просто в качестве примера и что точные диапазоны сжатия будут зависеть от сжимаемости материала прокладки для пробы, при этом более пористые материалы или материалы с более открытой структурой требуют большего сжатия.
В результате текучая среда, поступившая в прокладку 32 для пробы (в части 32А), будет легче проходить под нижним участком части 45В прижимной стенки (в отличие от протекания под частью 45А прижимной стенки). Следовательно, когда капля D первоначально достигнет части 32А прокладки для пробы (или когда несколько капель D заполнят или частично заполнят полость 41), текучая среда будет сначала проходить под прижимной стенкой 45В в часть 32В прокладки для пробы (то есть часть, примыкающую к индикаторной полоске 34). Оттуда проба текучей среды будет впитываться в индикаторную полоску 34. Однако скорость движения текучей среды регулируется за счет наличия прижимной стенки 45В. Более точно, наличие прижимной стенки 45В предпочтительно предотвратит простое неконтролируемое заливание пробой текучей среды индикаторной полоски 34 или же расплескивание, или растекание пробы текучей среды во внутреннем пространстве картриджа 30.
Избыточная текучая среда, имеющаяся в полости 41, в этом случае будет просачиваться сравнительно медленно под прижимной стенкой 45А в заднюю часть 32С прокладки 32 для пробы, что позволяет индикаторной полоске 34 в достаточной степени пропитаться до того, как существенная часть текучей среды просочится в часть 32С прокладки для пробы. Задняя часть 32С предпочтительно является достаточно большой, так что она служит для поглощения любой избыточной текучей среды в полости 41.
Благодаря тому, что прижимная стенка 45А сдавливает прокладку 32 для пробы в большей степени, чем прижимная стенка 45В, поток текучей среды будет проходить следующим образом. Текучая среда будет проходить предпочтительно (то есть быстрее) из части 32А в часть 32В прокладки для пробы и в индикаторную полоску 34. Любая избыточная текучая среда будет проходить из части 32А прокладки для пробы с меньшей скоростью в часть 32С. В результате пробы различного объема могут быть "размещены" посредством настоящего изобретения без риска заливания индикаторной полоски 34 или наличия недостаточного потока текучей среды, поступающего прежде всего в индикаторные полоски 34.
Другим признаком настоящего изобретения является его способность регулировать поток текучей среды через индикаторные полоски посредством использования нижних поддерживающих ребер 24 и 26 и верхних поддерживающих ребер 46, что будет описано ниже.
В предпочтительных вариантах осуществления индикаторная полоска 34 имеет части, выполненные из различных материалов. Например, индикаторная полоска 34 может включать в себя лист материала 34А основы, который может быть образован из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), такого как белый майлар. Текучая среда не проходит через материал 34А основы. Часть 34В из ацетилцеллюлозы, часть 34С из нитроцеллюлозы и найлоновая часть 34D прикреплены все к материалу 34А основы. Как можно видеть, один конец части 34В из ацетилцеллюлозы находится в контакте с прокладкой 32 для пробы с обеспечением перекрытия в зоне контакта, и другой конец части 34В из ацетилцеллюлозы находится в контакте с частью 34С из нитроцеллюлозы с обеспечением перекрытия в зоне контакта. Как также можно видеть, один конец найлоновой части 34D перекрывает конец части 34С из нитроцеллюлозы, и другой конец найлоновой части 34D перекрывает прокладку 34Е для поглощения пробы. В одном возможном варианте осуществления изобретения измерение HbAlc выполняется в части 34С индикаторной полоски, и измерение общего гемоглобина Hb выполняется в части 34D индикаторной полоски. Тем не менее, следует понимать, что данная конструкция индикаторной полоски приведена просто в качестве примера. По существу вместо этого могут быть использованы другой(ие) материал(ы) и аналитические тесты.
В соответствии с настоящим изобретением верхняя опорная конструкция (содержащая поддерживающие ребра 46) и нижняя опорная конструкция (содержащая ребра 24 и 26) используются для регулирования движения потока через индикаторную полоску 34. Более точно, данные поддерживающие ребра гарантируют то, что поток будет последовательно проходить через части 34В, 34С, 34D и затем в часть 34Е таким образом, что обеспечивается возможность уменьшения вероятности возникновения капиллярного потока по поверхности индикаторной полоски 34 или из индикаторной полоски 34 и в корпус устройства.
Как можно видеть, верхние поддерживающие ребра 46 расположены на расстоянии друг от друга и обеспечивают опору в тех местах, где: (а) часть 34В индикаторной полоски перекрывает часть 32В прокладки для пробы, (b) часть 34В индикаторной полоски перекрывает часть 34С индикаторной полоски, и (с) часть 34D индикаторной полоски перекрывает часть 34С индикаторной полоски. В этих местах верхние поддерживающие ребра 46 поджимают перекрывающиеся концы различных частей индикаторной полоски с вводом данных концов в контакт друг с другом. Это способствует перемещению текучей среды между соответствующими перекрывающимися частями индикаторной полоски. Кроме того, поскольку верхние поддерживающие ребра 46 расположены на расстоянии друг от друга и простираются в поперечном направлении от края до края верхней поверхности индикаторной полоски 34, верхние поддерживающие ребра 46 также препятствуют любому потенциальному потоку текучей среды по верхней поверхности индикаторной полоски 34.
Верхние поддерживающие ребра 46 также предусмотрены над материалом 34А основы индикаторной полоски в тех местах, где части 34С и 34D индикаторной полоски открыты в зоне отверстий 21. Данные два верхних поддерживающих ребра 46 способствуют удерживанию частей 34С и 34D индикаторной полоски в выставленном положении, так что реакции, происходящие в них, могут быть точно "опрошены" посредством оптической системы 50. Как показано, первый оптический детектор 52 используется для измерения реакции, происходящей на части 34С индикаторной полоски, и второй оптический детектор 54 используется для измерения реакции, происходящей на части 34D индикаторной полоски. В одном предпочтительном варианте осуществления оптическая система 50 расположена внутри многократно используемого прибора, предназначенного для измерения отражательной способности (рефлектометра), в который вставляют одноразовый картридж 30. Тем не менее, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено таким образом. Например, настоящее изобретение также может быть использовано в системе, в которой вместо этого индикаторные полоски 34 вставляются в одноразовый измерительный прибор для текучих аналитов (то есть оптическая система 50, прокладка 32 для пробы и индикаторная(ые) полоска(и) 34 включены все в одноразовый измерительный прибор однократного применения, предназначенный для текучих аналитов).
Нижнее ребро 22 используется для того, чтобы способствовать установке прокладки 32 для пробы в заданном положении относительно части 34В индикаторной полоски. В предпочтительных вариантах осуществления нижнее ребро 22 не контактирует с частью 34В индикаторной полоски. Это предпочтительно вследствие того, что ребро 22 служит в качестве перегородки для текучей среды, предотвращающей просачивание текучей среды из прокладки 32 для пробы и в зону под индикаторной полоской 34. Таким образом, минимизируется возможность скапливания текучей среды из пробы между ребром 22 и поверхностью части 34А полоски. Нижнее поддерживающее ребро 24 используется для сжатия вместе перекрывающихся частей 34В и 34С индикаторной полоски 34. Таким образом, нижнее поддерживающее ребро 24 регулирует контакт между частями 34В и 34С в их точке перекрытия (посредством "мягкого" сдавливания частей 34В и 34С вместе). По существу поддерживающее ребро 24 способствует перемещению диффузионно-поглощенного материала, такого как окрашенный латекс, из части 34В из ацетилцеллюлозы в часть 34С из нитроцеллюлозы. Это предотвращает зависание латекса в зоне перекрытия между частями 34В и 34С индикаторной полоски. Аналогичным образом, нижнее поддерживающее ребро 26 используется для сдавливания вместе перекрывающихся частей 34С и 34D индикаторной полоски 34, что способствует перемещению текучей среды между ними. Более точно, поддерживающее ребро 26 способствует отфильтровыванию латекса от текучей среды пробы и последующему перемещению очищенной текучей среды из части 34С из нитроцеллюлозы в найлоновую часть 34D. Нижние поддерживающие ребра 24 и 26 вместе способствуют облегчению перемещения текучей среды между соответствующими перекрывающимися частями индикаторной полоски.
Нижние поддерживающие ребра 24 и 26 обеспечивают подъем (отделение) индикаторной полоски 34 от внутренней поверхности картриджа (то есть от нижней части 20), в результате чего уменьшается возможность "капиллярного обходного" потока (то есть ситуации, при которой проба текучей среды перемещается в виде пленки по нижней поверхности полоски 34 или между индикаторной полоской 34 и в картридж 30 вместо того, чтобы проходить через основной материал индикаторной полоски, как желательно). Это предотвращает перемещение латекса в обход места фильтрации в зоне перекрытия между частью 34С из нитроцеллюлозы и найлоновой частью 34D. Это особенно предпочтительно для гарантирования того, что правильные показания будут сняты через отверстия 21 у частей 34С и 34D индикаторной полоски.
Кроме того, нижние поддерживающие ребра 24 и 26 функционируют вместе с верхними поддерживающими ребрами 46 для обеспечения того, что индикаторная полоска 34 будет удерживаться в выставленном положении, когда индикаторная полоска 34 вставлена в часть устройства, образованную верхней полостью 48 (фиг.2В) и нижней полостью 28 (фиг.3В). Кроме того, боковые стороны индикаторной полоски 34 не контактируют с боковыми сторонами полостей 28 и 48. Кроме того, четыре скругленных направляющих штифта 37 (фиг.3С) могут быть использованы для контактирования с краями индикаторной полоски 34 с тем, чтобы гарантировать то, что края индикаторной полоски 34 не будут контактировать со сторонами полостей 28 и 48. Это способствует предотвращению возникновения любого капиллярного потока текучей среды, при котором текучая среда просачивается из индикаторной полоски 34 и в корпус картриджа.
Дополнительное преимущество того, что нижние поддерживающие ребра 24 и 26 и верхние поддерживающие ребра 46 проходят полностью от края до края верхней и нижней поверхностей индикаторной полоски 34, заключается в том, что они обеспечивают то, что текучая среда будет проходить равномерно через индикаторную полоску 34. Более точно, текучая среда никогда не будет стремиться проходить быстрее или медленнее через середину индикаторной полоски (по сравнению с краями индикаторной полоски). Это предпочтительно ограничивает любые смещения потока влево или вправо в индикаторной полоске 34.
Далее рассматривается фиг.5, на которой представлена схематическая иллюстрация прокладки для размещения пробы, индикаторных полосок и прижимных стенок, показывающая поступательное движение потока текучей среды со временем в соответствии с настоящим изобретением.
Проба текучей среды сначала поступает через верхнее отверстие 44 на часть 32А прокладки для пробы. Проба текучей среды сначала распределяется по части 32А прокладки для пробы и достигает линии А. При дальнейшем заполнении полости 41 проба текучей среды достигает линии В и затем линии С (заполняя или частично заполняя полость 41 на фиг.4). Как указано выше, прижимная стенка 45В только частично ограничивает перемещение пробы текучей среды под данной стенкой. В результате текучая среда начнет просачиваться под частью 45В прижимной стенки. В качестве дополнительного результата текучая среда будет поступать в индикаторные полоски 34 в виде по существу равномерного фронта от края до края индикаторных полосок 34. Более точно, текучая среда будет стремиться проникать в левые и правые края индикаторных полосок 34 одновременно с ее поступлением в середину каждой из индикаторных полосок 34. Это обеспечивает по существу равномерный поток из прокладки 32 для пробы в индикаторные полоски 34. После этого текучая среда будет равномерно поступательно перемещаться через индикаторные полоски 34, последовательно достигая линий D и затем линий Е. В данный момент параллельные реакции будут происходить в двух индикаторных полосках 34 между пробой текучей среды и реактивом, предварительно введенным в индикаторные полоски или покрывающим индикаторные полоски. В этот момент индикаторные полоски 34 станут в достаточной степени пропитанными (вследствие непрекращающегося просачивания под прижимной стенкой 45В при сохранении достаточного пропитывания части 32В прокладки для пробы, что обеспечивает подачу текучей среды в индикаторные полоски 34).
Проба текучей среды на предназначенной для приема пробы части 32А прокладки 32 для пробы будет просачиваться под прижимной стенкой 45А в часть 32С прокладки для пробы с меньшей скоростью. Как указано выше, текучая среда будет быстрее проходить под прижимной стенкой 45В (то есть перемещаться из части 32А в часть 32В прокладки для пробы) и медленнее под прижимной стенкой 45А (то есть перемещаться из части 32А в часть 32С прокладки для пробы). В результате прижимная стенка 45А будет функционировать в качестве "перепускного клапана" так, что избыточная текучая среда на части 32А прокладки для пробы будет затем направляться в сторону от индикаторной полоски 34 (то есть в часть 32С прокладки для пробы). Это действие предотвращает "заливание" (переполнение) индикаторных полосок 34. Это особенно предпочтительно вследствие того, что любая избыточная текучая среда на индикаторных полосках 34 может привести к нежелательному капиллярному обходному потоку или (а) вдоль верхней или нижней поверхностей или краев индикаторной полоски, или (b) из индикаторной полоски и в другие внутренние части картриджа 30.
Преимущество соответствующих частей 45А и 45В прижимной стенки заключается в том, что за счет первоначального направления текучей среды к индикаторным полоскам 34 они могут обеспечить достаточное насыщение для постоянного регулируемого выделения диффузионно-поглощающего реактива в индикаторных полосках 34. Подобное постоянное регулируемое выделение реактива обеспечивает высокую степень точности анализа. Прижимные стенки 45А и 45В совместно поддерживают достаточное пропитывание части 32В прокладки 32 для пробы, обеспечивающее подачу текучей среды в индикаторные полоски 34. Это гарантирует достаточную подачу пробы для постоянного и полного выделения латекса из выполненной из ацетилцеллюлозы части 34В индикаторной полоски 34 с последующим использованием перепускного средства для борьбы с перенасыщением индикаторной полоски 34 после выделения латекса. Индикаторные полоски, которые перенасыщены, имеют тенденцию быть очень блестящими, что приводит к результатам с помехами при измерении их отражательной способности. Настоящее изобретение позволяет преодолеть или в значительной степени уменьшить остроту данной проблемы.
В различных возможных вариантах осуществления поддерживающие ребра 24 или 26 могут быть выполнены со сложным профилем для обеспечения неравномерного сдавливания по ширине различных перекрывающихся частей индикаторной полоски 34 с тем, чтобы направить поток к краям полоски или к середине полоски.
В различных приведенных в качестве примера вариантах осуществления индикаторная полоска 34 содержит реактив, который вступает в реакцию с пробой крови для получения физически обнаруживаемого изменения, которое коррелируется с количеством выбранного аналита в пробе крови. Более предпочтительно, если реактив на индикаторной полоске вступает в реакцию с пробой крови так, чтобы показать концентрацию гемоглобина Alc (HbAlc). Примеры системы для определения гемоглобина можно видеть в патентах США 5837546 и 5945345, полностью включенных в данное описание путем ссылки для всех целей. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено применением подобных реактивов и реакций. Также предусмотрены другие возможности анализа, которые все находятся в пределах объема настоящего изобретения.
В соответствии с одним другим возможным аспектом изобретения влагоизоляционный элемент предусмотрен в корпусе картриджа 30. Он показан пунктирными линиями на фиг.4 в виде влагоизоляционных элементов 60, закрывающих отверстия 21. Возможный(ые) влагоизоляционный(ые) элемент(ы) 60 предотвращает(ют) попадание влаги в корпус картриджа 30, но при этом обеспечивает(-ют) возможность оптического опрашивания частей 34С и 34D индикаторной полоски через данный элемент. В соответствии с возможными аспектами влагоизоляционный элемент 60 может отфильтровывать световые волны с определенными длинами для дополнительного улучшения характеристик оптического опрашивания. Применение герметичного картриджа 30 с влагоизоляционным(и) элементом(ами) 60 позволяет избежать необходимости размещения высушивающего средства внутри устройства.