自动多次倾析离心机 本发明涉及自动离心技术，特别是本发明涉及采取离心作用自动、多次倾析的装置和方法。在最佳实施例中，用自动的方法从血液中分离纤维蛋白原。
通过离心作用来分离成分已为人所共知。例如在医学领域里，通常使血样受到离心作用以便制造细胞物质沉淀物和血浆清液。然后把血浆进行倾析从而完成这些组分的分离。
美国专利US.5,178,602(Wells)和US.6,047,004(Wells)中公开了一种自动离心机，该离心机包括夹持离心机管的结构，离心分离进行以后，利用重心将清液从管中排入另一个容器里。在上述专利中夹持结构包括一个相对于离心机转轴进行轴向运动的锁定机构。一个容易控制的电磁铁产生轴向运动。
通过离心排放的方法倾析清液也是现有技术。按照这种方法，离心机转动一个离心管，同时管子被夹持定位，因此利用离心力将清液从管子中排放出来。
已知有处理伤口用的血纤维蛋白封闭剂，该封闭剂一般由血纤维蛋白原/凝血第13因子和牛凝血酶组合制成。当进行混合时，血纤维蛋白组织产生吸附，将其贴附到伤口上。美国专利US.5,292,362和US.5,209,776(Bass等人)中介绍用作组织封闭剂的组成。血纤维蛋白原由血浆中获得，或者郁积的或者是自身的，对于从血浆中分离血纤维蛋白原，冷冻沉淀法是一种已知技术。美国专利US.5,318,524中公开了一种冷冻沉淀技术，该技术包括解冻血浆的离心方法，以制成一种含有血纤维蛋白原/凝血第13因子的沉淀物。其他制造血纤维蛋白原/凝血第13因子的技术包括：把硫酸铵或聚乙烯乙二醇(PEG)加到血浆里使成分产生沉淀。
几种已有的化学方法包括在两种或多种成分之间重复地进行物理分离的方法。基于成分间的密度差别而进行的分离经常通过离心作用，将最后得到的清液倾析以便完成分离。每个步骤都有产生差错的机会，使分离方法自动化将减少这些差错的可能。
按照本发明，使需要几次离心步骤的化学程序自动化，减少临床医生的时间，并消除了产生差错的可能性。本发明的装置包括多腔容器和放置该容器地离心机，容器内的物质受预定的离心作用，利用重力和离心力倾析清液。
本发明的优选容器包括由中间壁面分开的第一和第二腔室。设计的第一腔室放置第一液体如人血。第二腔室与第一腔室相邻接，两腔室间的壁是这样设计的，即容器被夹持在正确方向时，第一腔室内的清液流过壁顶并由于重力作用而排放到第二腔室。然后第二腔室内的清液将受到第二次离心作用。容器也可被夹持在第二位置，于是通过从第二离心作用造成的离心力使第二清液回流过腔室间的壁而流入第一腔室。
本发明的离心机包括带有摆动框架和工具的转动支座，摆动框架安放多腔容器，工具将容器锁定在至少两个位置中的一个上，用以从腔室里排放清液。最好锁定工具是相对转动支座的转动轴产生轴向运动的、固定的电磁操纵圆盘。离心机最好是在电流控制下操作，其可包括程序陈列逻辑(P.A.L)或其他线路，它使转子根据预定的程序进行工作，并且控制锁定工具使锁定工具连同转子的操作将容器锁定在预定的方位上。
当对离心机的许多不同操作程序进行研究时，根据所要求的结果，最佳操作程序是制造自身的纤维蛋白原。现有制造纤维蛋白原的技术需几个不同的步骤，每个步骤都要很小心而且带来产生差错的可能。这些步骤包括从细胞成分中分离血浆，用沉淀剂处理血浆以及从血浆中分离纤维蛋白原沉淀“颗粒”。由血液中分离出血浆和从血浆中分离出纤维蛋白原颗粒一般都需要首先进行血液的离心分离然后进行血浆的离心分离步骤，在这两个步骤中至少要加入一种沉淀剂。因此，现有技术中制造纤维蛋白原的方法很复杂而且易于产生差错。
按照本发明的实施例，将病人血液放入容器的第一腔室，将沉淀剂放在第二腔室。然后把容器安置在离心机的摆动框架上，启动控制电流开始操纵离心机。首先离心机使容器转动达一个时间周期，确定这段时间使它适宜于将细胞成分从清液血浆中分离出来。在这段时间中由于容器上离心力的作用使摆动框架主要是向外转动。当框架向外转动到一定位置，启动锁定工具将框架锁定在这个位置。然后停止支座的转动。因为支座的转动速度降低，清液不再受离心力的作用而利用重力从第一腔室流入第二腔室。细胞成分的粘度较大，因此流向第二腔室的速率比血浆的速率小。然而最好是在腔室里放一个圆盘形分隔器，以便限制细胞成分的流动。圆盘是处在血浆预定的容积深度位置，通常靠近清液和细胞成分之间的边界。在经过一个时间周期使适量的血浆流到第二腔室以后，切断锁定工具将容器松脱，因此容器处于竖直位置，容器中的第一腔室存留着细胞成分而第二腔室里是血浆。然后转动的支座交替地启动和切断一个短的时间间隔，以便在第二腔室中将沉淀剂混入血浆中。在沉淀剂和血浆的相互作用下开始从血浆中沉淀出血纤维蛋白原和凝血第13因子。之后再使支座转动，加速血纤维蛋白原/凝血第13因子的沉淀作用，并在第二腔室底部产生颗粒。在最后步骤，锁定工具再一次启动将容器锁定在一定位置，这样使由于血纤维蛋白原的沉淀得到的清液利用离心作用倾析排放到第一腔室。该步骤中容器基本上维持在竖直位置，支座转动给清液施加离心力，于是清液流过腔室之间的壁而进入第一腔室，然后切断锁定工具，将容器从离心机中取出；为进行下一个程序把血纤维蛋白原/凝血第13因子从第二腔室中取出。最佳实施例中，把血纤维蛋白原/凝血第13因子结合凝结酶重新构成一体给病人处理伤口。
也就是说，本发明提出一种离心机，包括放置被离心分离物质的多个腔室；为转动所述腔室使所述物质受到离心作用的工具，以及锁定所述腔室在第一预定位置以使第一所述腔室中的清液排放到第二所述腔室中的工具。
所述锁定工具能将所述腔室锁定在第二预定位置，以便排放第二所述腔室中的清液至另一个所述腔室。
第一和第二腔室是容器的一部分，容器可从所述转动工具中取出。
所述锁定工具能锁定所述腔室，这样，使所述腔室中的一个腔室内的清液利用重力排放到另一所述腔室中。
所述锁定工具能锁定所述腔室，这样使所述腔室中的一个腔室内的清液利用离心力排放到另一所述腔室中。
所述锁定工具锁定所述第一腔室，这样使腔室内的清液利用重力排放到所述第二腔室，并且锁定所述第二腔室，这样使腔室内的清液利用离心力排放到所述第一腔室中的。
所述锁定工具包括可移动的板和控制所述板位置的设备。
控制设备电器的设备。
控制设备也可以是磁性设备。
还包括控制所述锁定工具和转动工具的设备，通过启动所述转动工具达一个预定周期时间来提供自动多次倾析，启动所述锁定工具使在所述第一腔室内的清液排放到所述第二腔室中，启动所述转动工具转动一秒时间，并且启动所述锁定工具一秒时间，使第二腔室内的清液排放到所述第一腔室中。
锁定工具锁定所述第一腔室，因此腔室内的清液利用重力排放到所述第二腔室并锁定所述第二腔室，这样利用离心作用将腔室内的清液排放到所述第一腔室中。
所述第一和第二腔室是容器的一部分，容器可从所述转动工具中取出。
还包括控制所述第二腔室内含物的温度的设备。
所述控制温度的设备能用冷冻沉淀法冷冻腔室内含物。
本发明还提出一种自动分离成分的方法，该方法包括将第一和第二腔室放在离心机中，第一腔室受到离心作用，锁定所述腔室在第一位置，因此所述第一腔室内的清液排放到所述第二腔室，并使第二腔室受到离心作用。
还包括锁定所述腔室，这样所述第二腔室内的清液排放到另一个所述腔室。
所述另一个腔室是所述第一腔室，利用重力在所述第一腔室中的清液排放到所述第二腔室中，利用离心作用在所述第二腔室中的 清液排放到所述第一腔室。
还包括在所述第二腔室受到离心作用的步骤以前，冷冻第二腔室中的所述清液的步骤。
还包括解冻所述清液，其特征是所述清液解冻时进行所述第二腔室受到离心作用的步骤。
还包括第二清液从所述第二腔室排放到所述第一腔室。
还提出一种分离物质成分的方法包括：
安放容器的第一腔室内的第一物质，容器至少具有两个相互流体连通的分离的腔室，
转动所述容器对第一物质产生离心作用，并将所述第一物质分离为第一成分和第二成分，
将所述容器锁定在一位置，使所述第一成分流到所述容器的第二腔室，和
再一次转动所述容器对所述第一物质产生离心作用，以便制造第3成分和第4成分。
其特征是利用重力将所述第一成分流到所述第二腔室。
还包括锁定所述容器在一定位置的步骤，使所述第三成分流到所述第一腔室。
还包括离心地排放所述第3成分的步骤，这是通过转动所述容器同时锁定所述容器在所述位置达到，该位置使所述第3成分流到所述第一腔室。
所述第一物质包含血液，所述第一成分包含血浆，所述第4成分包含血纤维蛋白原。
其特征是在转动所述容器离心作用所述第一物质步骤以前，所述第二腔室内供有沉淀剂。
其特征是所说的沉淀剂是PEG。
本发明还提出一种由液体中分离沉淀物的装置包括第一和第二相邻腔室，其特征是所述第一腔室相对于所述第二腔室定位，因此，当把所述第一和第二腔室夹持在第一方位时，所述第一腔室中的清液利用重力排放到所述第二腔室里，当所述第一和第二腔室被夹持在第二方位并受到离心作用时，所述第二腔室中的第二种清液利用离心作用从所述第二腔室排放到所述第一腔室。
所述第一和第二腔室通过一个壁连接起来，在所述第一和第二腔室之间形成流体流动通道。
还包括将所述第一腔室分成两部分的分隔器设备，所述分隔器设备的位置接近所述第一和第二成分之间的分界面位置。
还包括在所述第一和第二腔室上的覆盖层，当用注射器注射流体进入所述腔室或从所述腔室取出流体时，覆盖层防止把所述腔室中的物品泄漏出来。
其特征是组合使所述液体受到离心作用的离心机，将所述腔室锁定在所述第一方位，以使所述第一种清液排放到所述第二腔室，并且将所述腔室锁定在第二方位，同时转动所述腔室以便提供所述的离心排放作用。
图1是本发明的容器和离心机的透视图；
图2是容器最佳实施例的垂直剖面图；
图3a和3b是图1中离心机的局部垂直剖面图；
图4a至4f是说明本发明离心机最佳操作方法的简图。
参照附图的图1和图2，设计的离心机2内放置本发明的容器4。离心机可使容器进行下述的一系列工序。容器包括至少两个腔室6和8，设计腔室6使它可放置欲处理的第一流体如血液。腔室8放置从腔室6中倾析的流体，如由腔室6中的血液离心分离出的清液血浆。图2详细示出容器的最佳形式。如图所示，容器包括三个重要部分。基体部分最好是模制的，它包括腔室6和8以及过桥7，过桥7连接两个腔室。盖11最好也是模制的，它装配在腔室顶上使腔室封闭。盖包括杯形伸出部12和14，每个伸出部分别与腔室6和8中的一个腔室对准中心。伸出部12具有中央位置的开孔13，而伸出部14具有中央位置的开孔15。开孔安放注射器针，以使流体注射入腔室或从腔室中流出。为保持无菌状态，在开孔13和15上覆盖以薄膜16和17。薄膜最好在构成放置薄膜的空腔时热封到伸出部12和14上。将薄膜插入后，将空腔的上边缘折叠并焊接，如进行超声波焊接，以便固定位薄膜。
盖上也有一个过桥7’，它同基体部分的过桥7配合形成连接腔室6和8的流体管道18。如图所示，过桥7在腔室6和8的顶上方延伸，防止腔室之间由于“飞溅”而连通。下文将详述两个腔室间的内部流体的连通问题。
分离盘20最好放在腔室6内，靠近但经常是在第一次血样离心分离以后清液血浆和细胞成分之间边界的垂直位置之上。已知有改变各组成的血流比容计，从血样中产生的确切血浆量如果没有进行试样试验是不能精确确定的。因此圆盘20的位置这样确定，即预定量的血液离心分离以后，圆盘上方的血浆是某一预定量。圆盘20的上表面朝向边缘呈斜面，边缘上至少有一个使流体在腔室6的两部分之间连通的沟槽22，这两部分是圆盘20的上、下两部分。
最佳实施例中，为在装配圆盘时定位，在圆盘的下表面连接一个柱形支座24。
设置空心管26以便于将血样引入圆盘20下方的腔室6里。管26正好从开孔13的下边延伸穿过圆盘20。因此，注射器针插入穿过开孔13刺透薄膜16并连通管26，使血样注射入腔室6的底部。沟槽22可使血浆和细胞成分在离心分离期间进行竖直运动，但在倾析期间细胞成分减慢运动。同时腔室8中设置气孔27，以利于引入和抽出流体。
使用时，把容器4放在离心机转子的夹持器上，如图1所示。在使转子平衡，最好将两个这样的容器呈直径对称的位置放在离心机中。当然也可使用一个容器，采用一个“配重”或“假模型”容器用来平衡转子。
图3a和3b是表示锁定在两个不同位置的容器的离心机最佳实施例局部剖面图。转轴28连接使其转动的电机(未示出)。转子30安装在转动的轴上，框架32在旋转连接器34处旋转地安装在转子30上。框架32的上表面(未示出)带有放置腔室6和8的两个圆形开口，因此容器可放在框架中，这样在转子转动时，可使容器内装物受到离心力作用。当离心力终止时，偏动弹簧35确保框架32旋转到竖直位置。也可把框架32成形为减少风阻的形状，如同现有技术中所共知的那样。
锁定板36与接合框架32的轴28同轴安装，为将容器锁定在所希望的方位。锁定板和控制该板位置的机构基本上和上述美国专利US，5,178,602中相同。例如，利用永久磁铁40的动作由安设的电磁铁38控制锁定板的位置，电磁铁连接锁定板。
将电磁铁38和磁铁40定位，使锁定板安放在两个位置中的任一位置。在第一位置由虚线表示，锁定板没有接合框架32，框架32没有绕框轴34转动。在由实线表示的第二位置，锁定板接合框架32的两部分中的一部分，以便夹持它处在两个选择方位中之一个方位。图3a所示位置中，锁定板的盖接合框架32上的突出部，锁定容器在图3a所示的方位。图3b所示位置锁定板36接合框架32的上边缘，将容器锁定在图3a所示的倾斜位置。锁定板最好跟随转子转动，于是容器内含物受到离心分离时，锁定板能移动来接合框架。
参照图4a至4f描述本发明最佳实施例中离心机的操作过程。第一步骤中，通过开孔13将血液引入腔室6。该血液最好从病人采取，但也可从其他人郁积或获得。然后将沉淀剂43放入腔室8，最好通过开孔15用注射的方法放入腔室。之后把带有血液和沉淀剂的容器放在自动操作的离心机中。
自动操作的第一步骤中，将使容器自由摆动；血液受到离心分离作用。如图4a所示，在这个步骤血液里的细胞成分44和血浆成分46分离。在预定的时间周期以后，如5分钟，锁定板3b运动到3b’所示的位置，于是容器4被夹持在图3b和4b所示位置，转子转动停止。在该位置，由于重力作用血浆成分46流过管道18。最好用3秒钟的时间将腔室夹持在图4b的位置，这段时间的长短适合使血浆由于重力排放到腔室8中，而不会使粘度较大的细胞成分44排放到腔室8中。以前放在腔室8中的血浆44和沉淀剂43此时都在腔室8里。为将这些流体充分进行混合，把锁定板放低，并且使转子交替地加速和减速达10-20秒，如图4c所示。沉淀剂造成从血浆中分离出血纤维蛋白原/凝血第13因子，这种分离是在容器内含物离心作用协助下达1秒钟内进行。第二次离心分离可约5分钟一个周期。在腔室8的底部形成血纤维蛋白原颗粒48，如图4d所示。这个过程阶段血浆清液4b仍存留在腔室8中。
通过离心机转子停止转动的方式使血浆46从血纤维蛋白原颗粒48中分离，以便将容器旋转至图3a和4e所示的竖直位置。然后锁定板36启动，将容器锁定在接合突出部42的方位，并且容器再一次被转子转动一个周期约3-8秒。该转动造成使清液血浆46利用离心排入作用通过管道18流回进入腔室6，如图4e所示。现在血纤维蛋白原颗粒和血浆已经分离。在最后步骤，容器受到图4f所示的另一个离心作用达约15秒，因此迫使血纤维蛋白原进入腔室8底部。
制造血纤维蛋白原的自动过程是在这时候完成。为进一步制造最好周注射器从容器8中抽取血纤维蛋白原颗粒。例如血纤维蛋白原可重新构成，结合凝血酶来制造封闭剂或粘附剂。
本发明的装置可用于其他自动工艺过程。例如，按照本发明的结构采用从血液中分离血纤维蛋白原的其他工艺，如冷冻沉淀法。根据这种工艺，在-20℃左右下冷冻血浆，然后解冻，从血浆中离心分离出血纤维蛋白原。本发明的多次倾析装置可用于自动冷冻沉淀法，其中包括与离心机热接触的温度控制设备50。温度控制设备可以是几种已知结构中的任一种，其中包含液态氮或液态氧的基本设备和离心设备。
为实现冷冻沉淀法自动化，将血样置于第一腔室8，然后把容器放在离心机中并受到第一次离心作用。之后把血浆排放至第二腔室8中，例如通过重力进行排放。首先启动温度控制设备以便冷冻血浆，然后再使血浆解冻。解冻后的血浆受到第二次离心作用，其中将血纤维蛋白原从剩存的血浆中分离。利用将血纤维蛋白原排放回到第一腔室的方法，从血纤维蛋白原中分离清液血浆，如利用离心排放的方法。因此仅只有血纤维蛋白仍存留在第二腔室内。然后把容器从离心机中取出，把血纤维蛋白原从容器中取出为了上述所用。当然，在清液排入回到第一腔室以前，冷冻一解冻一离心工艺过程可进行多次。
对本领域的普通技术人员来说，显然可在附加的权利要求书范围之内进行变型。