带有蓄液器的液体分配尖端.pdf

本发明涉及带有蓄液器的液体分配尖端。本发明包括用于容纳和分配液体溶液的装置。本发明的装置使使用者更加容易地控制试样体积并因而更加容易地控制试样的施加，并且同时可最小化任何的试样溢出或流体在分配尖端侧部上的迁移。此外，该装置确保提供足够的试样体积。

1.  一种液体分配容器，其包括：
可变形的容器主体，其具有分配尖端和用于容纳待从所述分配尖端分配的液体的中空内部；
渐缩形的内部通道，其通向出口以允许液滴通过所述出口；
围绕所述出口的蓄液器，所述蓄液器在尺寸方面设置为保持预定的液体体积。

2.  如权利要求1所述的液体分配容器，其特征在于，所述蓄液区域具有在约1.0mm至10.0mm的范围内的直径和在约0.1mm至5.0mm的范围内的深度。

3.  如权利要求1所述的液体分配容器，其特征在于，所述蓄液区域具有在约2.0mm至4.0mm的范围内的直径和在约1.0mm至2.0mm的范围内的深度。

4.  如权利要求1所述的液体分配容器，其特征在于，所述预定的液体体积在约100nL至200μL的范围内。

5.  如权利要求1所述的液体分配容器，其特征在于，所述预定的液体体积在约1μL至20μL的范围内。

6.  如权利要求1所述的液体分配容器，其特征在于，所述蓄液器可从所述容器主体上移开。

带有蓄液器的液体分配尖端
技术领域
本发明涉及用于容纳和分配液体的装置。
背景技术
在很多医疗和实验室应用中，有必要提供或施予一剂液体试剂或精确测量剂量的液体试剂，例如药物或反应剂。需要精确量的反应剂流体的一种这样的应用为病人用于测量生理流体中的身体分析物的系统。此类系统通常包括含有反应剂材料的测试条，生理试样施加于该反应剂材料。各仪表配置为接收这些测试条并确定试样的分析物浓度。在使用这些仪表和测试条之前，通常利用多种方法对其进行检查，其中使用经常称为对照溶液(control solution)的监测试剂来测试测试条的精确性和功效。
对照溶液经常包装在带有分配端部的塑料或玻璃容器内，该分配端部在锥形端部处配置有小的开口，可通过挤压瓶子从该小开口分配出相对不精确的对照溶液液滴。通常，难以精确地控制从此类容器分配的对照溶液的量。尽管用于测量分析物浓度的系统和装置的发展进步迅速，但在与这些先进系统和装置一起使用的对照溶液容纳及分配领域中的进步却有限。市面有售的对照溶液容器通常具有锥形分配尖端，该锥形分配尖端可靠地应用于需要大量(例如，5至20微升)对照溶液的诊断测试条。然而，在分配当今更先进的测试条(其使用不到1微升)所需的较小体积时，此类容器就较不精确了。
随着某些市面有售的测试条的试样体积需求达到亚微升水平，现有的锥形分配尖端可能会递送过量的对照溶液，因而为使用者带来不便和烦恼。可能难以将一大滴对照溶液精确地引导至测试条的反应区并且同时还保持对照溶液的瓶子处于压力。对于老年病人或那些手脚不灵活的病人来说，尤其如此。因为测试条不能吸收分配过多的对照溶液，所以过多的溶液会溢出。由于对照溶液的颜色通常为红色以逼真地模拟血液，所以这尤其成问题。
附图说明
图1显示用于容纳和分配对照溶液的现有技术容器的实例。
图2是图1的容器的近距透视图，其中显示帽盖被移开。
图3是图2的容器沿线A-A′截取的近距剖视图。
图4是图1至3的容器的透视图，图中可见其处于倒置位置。
图5是根据本发明一个实施例的示例性流体分配容器的侧视平面图。
图6是沿图5的线B-B′截取的剖视图，其显示根据本发明的容器的内部结构的示例性实施例。
图7是类似于图6的剖视图，其显示蓄液器内装有对照溶液的目前处于倒置位置的容器。
图8是根据本发明另一实施例的容器的近距剖视图。
图9是根据本发明的图8的分配尖端的第一实施例的近距剖视图。
图10是根据本发明的图8的分配尖端的第二实施例的近距剖视图。
图11是根据本发明另一实施例的容器的剖视图。
图12是专门设计成与本发明流体分配尖端的一个实施例相协作的帽盖的示例性实施例的近距剖视图。
图13是专门设计成与本发明流体分配尖端的另一实施例相协作的帽盖的另一示例性实施例的近距剖视图。
具体实施方式
在以下说明中，将以分析物浓度测量应用为背景阐述本发明，且具体来说是以血液中葡萄糖浓度为背景阐述本发明。然而，这并非意图为限制性的，本领域技术人员应理解这些装置、系统和方法可用于测量其他的物理特性和化学特性(非限制性地包括血液胆固醇水平)和其他的涉及使用反应剂的生物物质(其非限制性地包括尿液、唾液等)。同样地，本发明可用于也需要能方便提供精确剂量的其他物质或试剂。
图1是市面有售的流体分配容器2的简化透视图，其包括主体4和可移开式帽盖6。可选地，帽盖6在不使用时可选地旋拧至主体4上或扣在主体4上，以使分配尖端(图1中不可见)保持清洁。帽盖6还在储存或运输期间帮助防止流体从容器中溢出或泄漏。容器2保持一定量(通常在约3至5ml的范围内)的液体对照溶液，从而可提供使用者通常可持续使用约3个月的大约100至200剂量。
容器主体4可由可变形塑料构成。然而，其他适合的容器材料(例如玻璃)可用于容器主体4，并且因此意欲将这些容器材料涵盖于本发明中。尽管全文中将使用术语“容器”，但也可互换地使用其他术语，例如瓶子或小瓶，并且因此出于这种应用目的，意图使术语“容器”包括这些术语。本领域技术人员还应了解的是，此类容器可用于分配除对照溶液以外的其他液体，尽管本文中将主要阐述在分配对照溶液方面的应用。
图2是图1的容器2的近距透视图，目前图中显示帽盖6从容器主体4移开以展现：突出的颈部10，其具有设计为用于接收帽盖6的可选螺纹12；和喷嘴形分配尖端8，其包括位于分配尖端处的小型分配出口14。图3是图2的现有技术容器2的沿线A-A′截取的近距剖视图，其显示容器主体4包括容纳待分配流体的内部空腔16、带有可选螺纹12的颈部10和分配尖端8；分配尖端8目前展现了内部的截头圆锥形结构18，该截头圆锥形结构18形成通向小型出口14的逐渐变窄的通道20，该通道20提供了储存空腔16与外部环境之间的直接流体连通。
图4是图1至图3中的容器2的另一透视图，其目前显示容器2处于倒置位置，该倒置位置是在正常使用期间从容器2中分配一滴对照溶液液体的典型位置。图4包括很多与图2和图3中已阐述的特征相同的特征，且进一步包括显示为从喷嘴状分配尖端8内的出口14冒出的液滴22。图4中还显示带有试样接收区域26的简化的示例性测试条24。
现在参照图1至4，当病人打算使用对照溶液时，首先通常使用旋拧动作或例如推拉动作的可选动作从容器主体4上移开帽盖6。然后，倾斜容器主体4，以便将分配尖端8保持在新测试条24的试样接收区域26上方的数厘米处，例如图4所示的位置。然后，可能需要使用者对容器主体4施加轻微的挤压压力，以便经由与外部环境流体连通的出口14从容器2中分配对照溶液滴22。液滴22首先从出口14冒出，然后由于液体对表面的固有毛细吸引作用而聚集并随后悬挂在分配尖端8的紧密地围绕出口14的外表面区域上。该悬挂或悬垂的液滴可造成问题，因为这样一滴液滴可含有较大量的液体，这本身当希望分配非常少量的液体时就是个问题。
为实施对照溶液测试，使用者然后使液滴22更加靠近测试条24的试样接收区域26。当形成接触时，流体因毛细作用而被带入测试条24的反应室中。
容器2以及从容器2分配流体(例如对照溶液)的步骤是有缺点的。首先，容器长时期地反复打开，由此反复地将对照溶液暴露于空气中的污染物和各表面(例如可能携带污染物的使用者手指)上的污染物。由于对照溶液的使用者经常手脚不灵活，所以他们可能会搜寻帽盖6和/或将帽盖6弄掉，从而进一步潜在地污染储存在其内的对照溶液并造成错误的测试结果。如果确定对照溶液被污染，则必须丢弃整个对照溶液容器并打开新的容器，从而增加了使用者的成本。
另外，此类现有技术的对照溶液容器2可存在问题，这是因为提供了这样较大量的对照溶液，所以对照溶液的功效可能在大部分对照溶液使用之前就过期了，这也增加了治疗病人的成本。密封在原容器内的对照溶液的保存期通常约为一年到两年，但一旦使用者打开容器2，则保存期就会由于上述的污染问题而迅速地降到仅仅几个月。此外，使用者可能在使用后并未将帽盖6放回到容器主体4上。无论是有意地还是无意地忘记将帽盖6放回到容器主体4上，让分配喷嘴暴露于大气都会导致对照溶液蒸发，因而改变有效成分的相对浓度，这可能造成错误的数值。
此外，难以从此种现有技术容器2中精确并准确地分配所要求的的对照溶液体积。所分配的量很大程度上依赖于使用者，因为使用者可能由于过度挤压容器而施加了太多的对照溶液，或可能由于挤压不够而施加太少的溶液。对照溶液流体还可含有少量的用于促进测试条填充的表面活性剂，添加表面活性剂可降低表面张力，从而导致对照溶液表现出爬上分配尖端8的侧部的倾向。这可使得使用者难以将对照溶液精确地引导至测试条24的接收区域26上。
图5是根据本发明一个实施例的示例性流体分配容器100的侧视平面图。图5的流体分配容器包括容器主体102、带有可选螺纹106的颈部104、喷嘴状分配尖端108、套筒110。图5中的线B-B′指示图6所示剖面的剖面线。尽管图中未显示，但预计容器100包括类似于图1所示的帽盖6的帽盖，该帽盖可以可选地利用螺纹106螺纹配合至容器主体102的颈部104，然而，例如推入配合的附连该帽盖的可选手段对本领域技术人员显而易见。
图6是沿图5的线B-B′截取的剖视图，其目前显示容器100的内部结构的示例性实施例，该容器包括容器主体102、带有可选螺纹106的颈部104、喷嘴状或渐缩形分配尖端108、套筒110、空腔区域112、逐渐变窄的截头圆锥形内部通道114、小型出口116和围绕出口116的蓄液区域118。蓄液器118由套筒110的边界形成。
图7是类似于图6的剖视图，其目前显示容器100处于倒置位置，该倒置位置是在容器100的正常使用期间为了分配对照溶液液滴的典型位置。图7包括很多先前关于图5和图6所述的相同元件，并且目前显示容器主体102的空腔112内存在液体120。
现在参照图5、图6和图7，目标是提供在不溢出的情况下填充测试条所需的足够的流体体积。通过将例如小件圆柱形管的套筒110附连至分配尖端108，可改善使用者对从常规容器分配对照溶液的控制。设置套筒100提供了具有固定的且预定的体积的蓄液器118，从而使得更加易于分配所需的对照溶液量。另外，套筒110可使得对照溶液的施加对于使用者来说更加容易，因为其消除了参照图4所述的对悬挂液滴的需要。
实际上，使用者只需轻微地挤压容器，便可填充由套筒110围绕的出口116周围的蓄液区域118。使用者可实现上述动作并且同时将容器100保持成竖直位置，这是因为可能只需要轻微地挤压容器主体102便可迫使对照溶液通过通道114并经由出口116流出。在大致竖直位置中进行使用，将允许使用者清楚地看见对照溶液移动进入蓄液区域118并填充蓄液区域118。可选地，使用者可将容器100倾斜成如图7所示的几乎倒置的位置，以便分配流体120通过逐渐变窄的通道114并经由出口116流出，从而允许流体在蓄液区域118中到达最高位置。然后，所需体积的对照溶液流体120将通过毛细作用而保持在套管110的边界内。通过使蓄液器118的容积与测试条所需的体积相匹配，本发明消除了对照溶液的浪费。
套筒110提供了扩展区域或蓄液区域，对照溶液120可填入并通过毛细作用保持在该区域中，直到使用者使套筒110的端部接触测试条24的接收部分26。当测试条24的试样接收部分26与蓄液区域118的边缘之间形成接触时，对照溶液便会因毛细作用而被带入测试条24。蓄液区域118在尺寸方面设置成仅保持填充测试条所需的对照溶液体积。一旦测试条与对照溶液流体连通，则试样填充便会由毛细作用来完成，因而降低了对照溶液溢出的可能性。
在附连至分配尖端108的简单套筒110内提供扩展区域或“蓄液”区域118将允许暂时地储存所需体积的对照溶液。这简化了使用者的施加程序，以及使所要求的手脚灵活性最低。
图8是根据本发明另一实施例的容器200的近距剖视图，其包括容器主体202、带有可选螺纹206的颈部204、整体式分配尖端208、通向出口216的逐渐变窄的通道214和扩展蓄液区域218。图8提供根据本发明另一示例性实施例的容器200，其适用于分配诸如对照溶液的液体。根据本实施例，分配尖端208可以整体地制成，由此消除了关于图5至图7所述的额外或单独的套筒元件110。整体式制造可有很多优点，例如减少了复杂性、时间和成本。可使用适合的技术(例如，注塑)来制造分配尖端208。此类技术还可提供大规模制造能力的优点。
图8的分配尖端208包括利用出口216与外部环境流体连通的逐渐变窄的内部通道214(类似于图6和图7的通道114)。在该实施例中，通道214可为环形的，并且相对于流体出口216的轴线同心对准。使用者施加压力至容器主体202的外部表面将使流体通过出口216冒出并填充扩展蓄液区域218。扩展开口218在蓄液区域中的大体尺寸可比窄的内部通道214的尺寸大5至20倍。根据本发明，扩展蓄液区域218设计成用于容纳填充测试条的接收区域所需的对照溶液体积，以便使用者实施对照溶液测试。
图8显示正方形的扩展蓄液区域218，其进一步的详细信息结合图9和图10来提供。图11显示类似的但为圆形或半圆形的扩展蓄液区域318。图8和图11中提供的示例性实施例意图为纯粹用于显示本发明的实施例，且本领域的技术人员应清楚的是，可构想出任何尺寸和形状的扩展蓄液区域，例如圆柱形、圆锥形或半球形蓄液器，且因此意图将这些形状包含于本发明中。
图9是图8的分配尖端208的近距剖视图，其包括流体出口216和具有直径d₁和高度h₁的扩展蓄液区域218。图10是图8的分配尖端208的近距剖视图，其包括出口216和具有直径d₂和高度h₂的扩展蓄液区域218。
图9和图10提供根据本发明的图8的分配尖端208的两个示例性实施例，这两个示例性实施例的差别在于扩展蓄液区域218的相对直径(d)和高度(h)尺寸。图9示出了扩展蓄液区域218，其可具有在约1至4mm的范围内且更通常地接近2mm的直径d₁，以及在约1至2mm的范围内且更通常地接近1.6mm的高度h₁。这些尺寸在该区域内提供了约为5μL的体积容量，并且在尺寸方面可适当地设置为容纳更少或更大的体积。
图10中提供的蓄液区域218的第二实施例具有在约1至5mm的范围内且更通常地接近3mm的直径d₂，以及在约0.5至1.5mm的范围内且更通常地接近0.7mm的高度h₂。该第二实施例的尺寸同样专门设计成用于保持约5μL的对照溶液。
图9和图10两者中提供的分配尖端的实施例可各自暂时保持足够的对照溶液量，直到使用者准备进行测试并因而使蓄液区域218的边缘接触新测试条的试样接收部分，从而通过毛细作用使流体被带入测试条的反应室。蓄液区域218暂时地保持流体，从而允许使用者使测试条与处于竖直位置的容器接触，或者可选地，使用者可能喜欢将容器倒置成使用者更加舒适地将对照溶液分配到测试条上的适合角度。应清楚的是，本发明的另一优点是能够使用竖直的容器来分配对照溶液。
根据对照溶液或其他流体试剂所运用的应用，可专门设计本发明的扩展蓄液区域的容积，且该容积可在100nL至200μL的范围内。对于在用于例如血液葡萄糖的分析物检测和测量的测试条传感器上使用的对照溶液，蓄液器的容积通常在约1至20μL的范围内。因此，扩展蓄液区域的直径可通常在约1至10mm的范围内，并且更通常地在约2至4mm的范围内。类似地，扩展蓄液区域的深度(或者扩展蓄液区域的高度，如图9和图10分别显示的h₁和h₂)可通常在约0.5至5mm的范围内，且更通常地在约1至2mm的范围内。在提供数值范围的情形下，应理解的是，该范围的上限与下限之间的每一中间值和该规定范围的任何规定值或中间值都包括在本发明中。
图11是根据本发明另一实施例的容器300的剖视图，其包括容器主体302、带有(可选的)螺纹306的颈部304、分配尖端部分308、通向小型流体出口316的逐渐变窄的内部通道314和扩展蓄液区域318。图11的容器300类似于图8的容器200，然而存在某些差别。第一个差别在于围绕流体分配出口的相应扩展蓄液区域的形状。图11中扩展蓄液区域318的实施例显示为在形状方面为弯曲的或半球形的，而图8、图9和图10的示例性实施例中的扩展蓄液区域218的形状显示为大致正方形的或矩形的。蓄液区域的两种形状以及本领域技术人员可构想的其他形状都能够通过毛细作用至少暂时地保持所需体积的对照溶液，直到使用者准备将对照溶液滴施加至测试条的试样接收区域以检查使用者的分析物测试系统的准确性和功效。
应理解的是，图9、图10和图11所提供的分配尖端的形状是在体积和截面方面的示例性的适合形状，然而，本领域技术人员应清楚的是，该体积可采用任何合适的三维形状，例如球形、椭球形、抛物体形、圆柱体形、圆锥体形等等，且该截面区域可采用任何合适的二维形状，例如矩形、三角形、椭圆形、四边形(例如平行四边形)、多边形(例如五边形)等等。
图11的容器300与图8的容器200之间的第二个主要差别可选地在于容器的制造。容器200的分配尖端208显示为可单独模制的构件，其可选地与容器主体202和颈部区域204分开地制成，然而容器300的分配尖端308区域可模制成整体元件，即例如与容器主体302和颈部区域304相结合。整体地模制容器300降低了容器的复杂性以及减少了制造和组装工艺。本领域技术人员应清楚的是，可构想根据本发明的容器的制造程序的差别，且因此意欲将其包含在本文中。
图12是专门设计成与本发明的流体分配尖端402的实施例相协作的帽盖408的示例性实施例的近距剖视图400，其包括流体出口404、具有直径d₃和高度h₃的扩展蓄液区域406和具有对应深度p₃的帽盖内部突出部410。
图13是专门设计成与本发明的流体分配尖端502的实施例相协作的帽盖508的另一示例性实施例的近距剖视图500，其包括流体出口504、具有基部直径d₄和高度h₄的圆锥形扩展蓄液区域506和具有对应深度p₄的帽盖内部突出部510。
图12和图13显示根据本发明的分配尖端设计的示例性实施例，其目前在容器帽盖内包含互补特征(分别为零件410和510)，该互补特征专门设计成用于密封尖端开口以及确保容器在运输期间流体密封并提供可靠的储存。在一个实施例中，帽盖突出部410、510可分别具有与分配尖端部分402、502的阴阳结构协作关系以提供可靠的密封。
在图12和图13中可看出，内部突出部410和510专门设计成用于与协作的分配尖端的接收部分(分别是扩展蓄液区域406和506)互锁。扩展蓄液区域406和506在尺寸和形状方面相应地设置成接收突出部410、510。图12显示扩展区域406的尺寸和形状不仅专门设计成用于保持合适体积的对照溶液直到使用者准备将其施加至测试传感器，而且另外地，扩展区域406的尺寸和形状与内部突出部410相协作以提供确保可靠的且可信赖的密封的装置，由此实际上消除了任何对照溶液在不使用时泄漏出容器的可能性。内部突出部的深度p₃与扩展蓄液区域406的高度h₃协作，且蓄液区域406的直径d₃同样与内部突出部410的对应直径协作。因此，当对照溶液的容器不使用时，帽盖408可固定在容器主体上，从而主要与容器的分配尖端部分402形成接触。内部突出部410紧密地配合在蓄液区域406内，由此在流体出口404上形成可靠的密封。
类似地，图13显示圆锥形内部突出部510的与蓄液区域506的高度h₄相对应的深度p₄。因此，当使用者在分配尖端502处将帽盖508附连至对照溶液的容器上时，突出部510由蓄液区域506接收并在流体出口504上形成可靠的密封。图12和图13显示包含专门的密封特征设计的容器帽盖。
本发明包括用于容纳和分配液体溶液的装置。该液体溶液可为任何类型的试剂、反应剂或对照溶液。由于各种类型的应用和环境中可使用很多种液体，所以列举可与本发明系统一同使用的所有可能的液体超出了本发明的范围。然而，本系统可用于需要频繁或不频繁地使用一剂液体的任何应用。为了描述下述的本方法，该液体是用于对测量生理流体试样中分析物浓度的系统进行性能评估的对照溶液。此类对照溶液的实例公开于美国专利No.5,187,100和No.5,605,837中，这些专利全文并入本文中。
本发明可提供很多优点，包括更加容易地控制试样体积以及因而更加容易地控制试样的施加，从而使得使用者对对照溶液测试程序更加有信心。此外，本发明的分配尖端的目标是通过只提供接近所需体积的对照溶液体积来最小化任何试样的溢出或流体在分配尖端侧部上的迁移。此外，流体体积至少暂时局部地保持在分配尖端的扩展区域中，以便每当实施对照溶液测试时帮助确保足够的试样体积。
本文中提供的流体分配尖端的示例性实施例有利于使用者将试样引导至测试传感器的试样接收区域上。经改善的试样施加实际上还消除了清洁任何意外溢出的需要。本发明的流体分配尖端还减小对使用者手脚灵活性的要求，使得对照溶液测试程序更容易。另外，协作的帽盖设计确保容器在不使用时以及在运输和储存期间保持流体密封。
包含本发明的分配尖端的对照溶液容器还可降低未使用的对照溶液的污染风险，这又提供了一种更可靠的测量系统，并且可通过最大化保存期限而另外地对使用者更加成本有效。被污染的对照溶液可产生不准确的结果，并且应该被丢弃。