声电泳裂解设备和方法技术

本发明专利技术公开了裂解设备、方法和系统，其包括：样本容器，所述样本容器具有外表面、在所述外表面的范围内的微通道、通过所述外表面延伸到所述微通道的第一端口和通过所述外表面延伸到所述微通道的第二端口；以及声换能器，所述声换能器粘结到所述样本容器的外表面以形成整体结构，所述声换能器被配置为将超声声波发射到和/或引起剪切力到所述微通道内的血液样本中，由此使所述血细胞破裂。由此使所述血细胞破裂。由此使所述血细胞破裂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声电泳裂解设备和方法
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求2020年4月28日提交的美国序列号63/016,537所标识的临时专利申请的优先权，该申请的全部内容由此通过引用明确地并入本文。


[0002]本公开整体涉及用于测试血液样本的设备、系统和方法。更具体地，本公开涉及裂解设备，该裂解设备被配置用于通过由声换能器在容器中生成的超声声波、剪切力、压力和/或流体移动来裂解样本容器中的红细胞，该声换能器以一个或多个特定激励频率或频率范围被驱动。在一些非限制性实施例中，超声声波由单个声换能器生成。裂解设备可与血液样本测试分析器结合使用。

技术介绍

[0003]护理点测试通常是指在患者护理现场处或附近、诸如在急诊室中进行的医学测试。所期望的此类测试的结果通常是快速且准确的实验室结果以确定患者护理中的下一步行动。许多此类护理点测试涉及对患者血液样本的分析。这些测试中的许多测试使用全血、血浆或血清。
[0004]在一些测试中，使血液样本中的红细胞的细胞壁破裂（裂解）以释放血红蛋白。红细胞的裂解可称为溶血。通常，溶血是用化学或机械手段进行的。
[0005]一些设备使用超声波来裂解红细胞。一些护理点测试设备对全血样本使用分光光度法光学吸收测量来确定血氧测定参数。这些设备是通常将患者血液样本定位在滑动式细胞样本室中以测试血液样本的流体系统。例如，在美国专利号9,097,701（“用于使血液样本溶血并且用于测量其至少一个参数的装置”，2015年8月4日发布）中描述的一种系统使用两个压电元件，具有两个平衡共振元件，其对称地围绕样本室，以使用声电泳力来裂解红细胞。
[0006]然而，这些设备的制造困难且昂贵，包括需要特制共振元件的高度精确的对称性。
[0007]一旦红细胞被裂解，则可通过分光光度计测试血液样本，以分析通过盒式光学窗口透射的预定波长的光的强度。分光光度计是用于测量光谱的一部分中的光的强度的装置，尤其是由特定物质透射或发射。分光光度计通过测量在光束穿过血液样本或其他溶液时的光强度来测量化学物质吸收多少光。样本或溶液中的每种化合物吸收或透射特定波长范围内的光。
[0008]在此类测试中，可测量重症护理血液学参数，其可包括血细胞比容、游离的和总血红蛋白、胆红素、脂质和血氧测定（即E血红蛋白组分）。医生和临床医生依靠这些测量在患者治疗期间做出决定。这些测量通常在中央血液学实验室中的大型、复杂难维护的分析器上执行。然而，在护理点环境中获得快速、准确和精确的结果在许多方面是优选的，因为它节省关键诊断情况下的时间并且避免重症护理单元中的样品运输问题。一些血液气体分析器提供了护理点能力，但没有提出提供期望的产生结果时间、准确度、精确度和可靠性、同
时比现有设备更简单且更容易地制造的单个解决方案。
[0009]所需要的是一种裂解设备，该裂解设备用于在患者护理点处在期望的产生结果时间内提供样本的测量参数的改进的准确度和精确度，并且更容易制造且成本更低。

技术实现思路

[0010]本专利技术公开了声电泳裂解设备、方法和系统。通过一种设备解决了用于护理点使用的复杂、缓慢、不精确和不准确的血液样本测试的问题，该设备被配置为通过由单个声换能器在样本容器中生成的超声声波、剪切力、压力和/或流体移动来裂解样本容器中的红细胞，该声换能器以一个或多个特定激励频率或激励频率范围被驱动。
[0011]根据本公开的一个方面，示例性裂解设备可包括：样本容器，所述样本容器具有外表面、在所述外表面的范围内的微通道、通过所述外表面延伸到所述微通道的第一端口和通过所述外表面延伸到所述微通道的第二端口，使得血液样本能够通过所述第一端口插入到所述微通道中；其中所述微通道具有长度、宽度和高度，并且其中宽度与高度的微通道纵横比在从约0.04到约0.175的范围内；并且其中所述样本容器具有宽度和高度，并且其中宽度与高度的样本容器纵横比在从约0.5到约3.0的范围内；以及声换能器，所述声换能器粘结到所述样本容器的所述外表面以形成整体结构，所述声换能器被配置为在所述微通道中的所述血液样本内生成超声声学驻波并且被配置为使所述样本容器弯曲以使得在所述微通道内引起剪切力，所述声学驻波和所述剪切力在所述血液样本中引起空化，由此使所述血液样本中的细胞壁破裂。
[0012]根据本公开的一个方面，示例性分析器可包括裂解设备，所述裂解设备包括：样本容器，所述样本容器具有外表面、在所述外表面的范围内的微通道、通过所述外表面延伸到所述微通道的第一端口和通过所述外表面延伸到所述微通道的第二端口，使得血液样本能够通过所述第一端口插入到所述微通道中；其中所述微通道具有长度、宽度和高度，并且其中宽度与高度的微通道纵横比在从约0.04到约0.175的范围内；并且其中所述样本容器具有宽度和高度，并且其中宽度与高度的样本容器纵横比在从约0.5到约3.0的范围内；以及声换能器，所述声换能器粘结到所述样本容器的所述外表面以形成整体结构，所述声换能器被配置为在所述微通道中的所述血液样本内生成超声声学驻波并且被配置为使所述样本容器弯曲以使得在所述微通道内引起剪切力，所述声学驻波和所述剪切力在所述血液样本中引起空化，由此使所述血液样本中的细胞壁破裂。
[0013]在一个具体实施中，示例性分析器还可包括：吸光度分光光度计，所述吸光度分光光度计包括邻近所述样本容器定位的发射器和接收器，所述发射器被定位成通过所述微通道发射光介质，所述接收器被定位成在所述光介质的至少一部分已经穿过所述微通道之后接收所述光介质的所述部分；流体分配系统，所述流体分配系统具有连接到所述第一端口的出口和连接到所述第二端口的入口；以及控制器，所述控制器电连接到所述声换能器并且被配置为向所述声换能器提供电信号，所述电信号在由所述声换能器接收时致使所述声换能器发射超声声波和/或致使所述声换能器收缩和伸长。
附图说明
[0014]结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本文描述的一个或多
个实施方式，并且与描述一起解释这些实施方式。附图不旨在按比例绘制，并且为了清楚和简洁起见，附图的某些特征和某些视图被夸大示出、按比例缩放或按示意方式。并非每个部件都可在每个图形中被标记。附图中类似的参考数字可表示和指代相同或相似的元件或功能。在附图中：图1是根据本公开的声电泳裂解设备的透视图。
[0015]图2是根据本公开的声电泳裂解设备的顶部平面图。
[0016]图3是根据本公开的声电泳裂解设备的底部平面图。
[0017]图4是根据本公开的声电泳裂解设备的第一端部正视图。
[0018]图5是根据本公开的声电泳裂解设备的第二端部正视图。
[0019]图6是根据本公开的声电泳裂解设备的第一侧正视图。
[0020]图7是根据本公开的示例性声电泳裂解设备的截面图。
[0021]图8是根据本公开的示例性声电泳裂解设备的截面图。
[0022]图9是根据本公开的另一个示例性声电泳裂解设备的第一侧正视图。
[0023]图10是根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种裂解设备，包括：样本容器，所述样本容器具有外表面、在所述外表面的范围内的微通道、通过所述外表面延伸到所述微通道的第一端口和通过所述外表面延伸到所述微通道的第二端口，使得血液样本能够通过所述第一端口插入到所述微通道中；其中，所述微通道具有长度、宽度和高度，并且其中，宽度与高度的微通道纵横比在从约0.04到约0.175的范围内；并且其中，所述样本容器具有宽度和高度，并且其中，样本容器的宽度与高度的样本容器纵横比在从约0.5到约3.0的范围内；以及声换能器，所述声换能器粘结到所述样本容器的所述外表面以形成整体结构，所述声换能器被配置为在所述微通道中的所述血液样本内生成超声声学驻波并且被配置为使所述样本容器弯曲以使得在所述微通道内引起剪切力，所述声学驻波和所述剪切力在所述血液样本中引起空化，由此使所述血液样本中的细胞壁破裂。2.根据权利要求1所述的裂解设备，其中，所述样本容器由玻璃构成。3.根据权利要求1所述的裂解设备，其中，所述样本容器由杨氏模量在约50Gpa至90Gpa的范围内的非玻璃材料构成。4.根据权利要求1所述的裂解设备，其中，所述外表面是具有安装区域的第一外表面，所述安装区域具有第一形状，并且其中，所述声换能器具有第二外表面，所述第二外表面具有对应于所述第一形状的第二形状，所述声换能器的所述第二外表面粘结到所述安装区域。5.根据权利要求1所述的裂解设备，其中，所述声换能器配合地与所述样本容器的所述外表面接合。6.根据权利要求1所述的裂解设备，其中，所述微通道的高度为约100微米。7.根据权利要求1所述的裂解设备，其中，所述微通道的宽度为约两毫米。8.根据权利要求1所述的裂解设备，其中，所述微通道的宽度与高度的微通道纵横比为约0.05。9.一种分析器，包括：裂解设备，所述裂解设备包括：样本容器，所述样本容器具有外表面、在所述外表面的范围内的微通道、通过所述外表面延伸到所述微通道的第一端口和通过所述外表面延伸到所述微通道的第二端口，使得血液样本能够通过所述第一端口插入到所述微通道中；其中，所述微通道具有长度、宽度和高度，并且其中，宽度与高度的微通道纵横比在从约0.04到约0.175的范围内；并且其中，所述样本容器具有宽度和高度，并且其中，宽度与高度的样本容器纵横比在从约0.5到约3.0的范围内；以及声换能器，所述声换能器粘结到所述样本容器的所述外表面以形成整体结构，所述声换能器被配置为在所述微通道中的所述血液样本内生成超声声学驻波并且被配置为使所述样本容器弯曲以使得在所述微通道内引起剪切力，所述声学驻波和所述剪切力在所述血液样本中引起空化，由此使所述血液样本中的细胞壁破裂；吸光度分光光度计，所述吸光度分光光度计包括邻近所述样本容器定位的发射器和接收器，所述发射器被定位成通过所述微通道发射光介质，所述接收器被定位成在所述光介质的至少一部分已经穿过所述微通道之后接收所述光介质的部分；
流体分配系统，所述流体分配系统具有连接到所述第一端口的出口和连接到所述第二端口的入口；以及控制器，所述控制器电连接到所述声换能器并且被配置为向所述声换能器提供电信号，所述电信号在由所述声换能器接收时致使所述声换能器发射超声声波并且致使所述声换能器收缩和伸长。10.根据权利要求9所述的分析器，其中，所述样本容器的所述外表面具有第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述发射器定位在所述样本容器的所述第一侧面上，并且所述接收器定位在所述样本容器的所述第二侧面上；所述样本容器由对于所述光介质呈透明的材料构成。11.根据权利要求9所述的分析器，其中，所述样本容器的所述外表面具有第一侧面，和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面是平面的。12.根据权利要求9所述的分析器，其中，所述样本容器由玻璃构成。13.根据权利要求9所述的分析器，其中，所述样本容器由杨氏模量在约50Gpa至90Gpa的范围内的非玻璃材料构成。14.根据权利要求9所述的分析器...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：美国西门子医学诊断股份有限公司，
类型：发明
国别省市：