專(zhuān)利名稱(chēng)：生物標(biāo)本的粉碎方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室里粉碎生物標(biāo)本的方法和裝置，更具體地說(shuō)，涉及為生物標(biāo)本提供后續(xù)化學(xué)分析的裝置。
背景技術(shù)：
在北美地區(qū)藥物濫用的增多與犯罪活動(dòng)，健康問(wèn)題，新生兒成癮，勞動(dòng)者失去生產(chǎn)能力以及驚人的藥物高成本有關(guān)?，F(xiàn)今，高度關(guān)注的是鴉片(海洛因，嗎啡，可待因)，可卡因，大麻，MDMA(搖頭丸)，苯環(huán)己哌啶，安非他命以及甲基苯丙胺。
在女性乳腺組織中可能的殺蟲(chóng)劑殘留以及對(duì)于在植物和動(dòng)物食料中存在合成試劑和復(fù)合物的關(guān)心使得對(duì)于包括在氣載和水載試劑的可能環(huán)境暴露以及暴露在農(nóng)業(yè)化學(xué)試劑，例如殺蟲(chóng)劑和除草劑，生長(zhǎng)激素和/或抗生素的圈養(yǎng)動(dòng)物的關(guān)注增加。因此，在宰殺之前證明一個(gè)天然的“有機(jī)”狀態(tài)在最近引起了極大的興趣。
在對(duì)于人類(lèi)藥物濫用的測(cè)試中，如今有許多測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)上市用于檢測(cè)尿中的藥物分析物，例如，ONTRAKTM和ONLINETM(Roche DiagnosticSystems，Inc)，AdxTM自動(dòng)熒光極化免疫測(cè)定系統(tǒng)(Abbott Laboratories，Inc.)和EZ-SCREEN(Environmental Diagnostics)。遺憾的是，使用尿樣檢測(cè)藥物濫用有嚴(yán)重的問(wèn)題，例如，(i)接受某些藥物治療和最近攝取了罌粟子的受驗(yàn)者可能產(chǎn)生鴉片的假陽(yáng)性結(jié)果(ii)許多藥物代謝復(fù)合物快速的消除速率以及短的半衰期和特別是(iii)和有意造假以及干擾相關(guān)的假陰性。
不同于尿液樣本，固體樣本例如頭發(fā)在進(jìn)行測(cè)試前需要制備特殊的樣本。概念上講，頭發(fā)是比尿，血清，汗或唾液更好的毒理學(xué)樣本，因?yàn)槠湎鄬?duì)慢的生長(zhǎng)可以延長(zhǎng)時(shí)間，在此期間內(nèi)藥物使用可以被檢測(cè)到。人類(lèi)頭發(fā)大約每天生長(zhǎng)1/64(0.016)英寸。在攝取藥物后大約需要一周時(shí)間才可以從頭皮外的頭發(fā)中提取到藥物。在現(xiàn)有的實(shí)踐中，從頭發(fā)中提取藥物經(jīng)常包括暴露于酸和/或堿中水解，延長(zhǎng)酶消化，加熱，有機(jī)溶劑提取和/或超聲破碎。這些勞動(dòng)密集型方法需要技術(shù)經(jīng)驗(yàn)且現(xiàn)在最容易在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。然而，盡管這樣樣本的處理要2到3小時(shí)才能完成，且結(jié)果要到7天后才可以得到，樣品經(jīng)常是重復(fù)性較低，在結(jié)果發(fā)布之前拖延很久，即使這樣，在分離不同藥物和它們的代謝物的能力上會(huì)有變化。水解條件也可以導(dǎo)致藥物代謝物，例如，6-單乙基嗎啡，即，它的存在提供了藥物濫用的法醫(yī)證據(jù)，轉(zhuǎn)變?yōu)槟阁w復(fù)合物，例如嗎啡。所幸，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些藥物和它們的代謝物可以在頭發(fā)中堅(jiān)持更長(zhǎng)的時(shí)間。
如今，制備一個(gè)用于化學(xué)分析的頭發(fā)樣本，技術(shù)人員使用液氮冷凍干樣品，然后使用刀片或剪刀將其切成小片。粉碎或者浸漬操作對(duì)于增加樣品分析化學(xué)藥品的反應(yīng)時(shí)間非常有用。這一步驟是高勞動(dòng)強(qiáng)度，費(fèi)時(shí)并且由于技術(shù)人員自身特殊的剪切技術(shù)使得該步驟是主觀的。另外，當(dāng)大量樣品需要本分析時(shí)，容易造成技術(shù)人員重復(fù)應(yīng)激性損傷。在一些情況下，獲得的用于分析的大量樣品可能因?yàn)闃悠芬约皢蝹€(gè)技術(shù)人員而不同。一個(gè)可選的粉碎步驟包括一臺(tái)球磨機(jī)，但是這種裝置固有的存在樣品到樣品的球上的污染問(wèn)題。一旦頭發(fā)被剪掉，將被置于一個(gè)測(cè)試試管中使用常規(guī)的化學(xué)藥品。
有必要找到可以容易的應(yīng)用于大量產(chǎn)品收集和檢測(cè)技術(shù)的生物標(biāo)本例如頭發(fā)的粉碎方法和裝置。也有必要找到一客觀基礎(chǔ)上可以重復(fù)的粉碎標(biāo)本的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于粉碎生物標(biāo)本的方法和裝置滿(mǎn)足并超出了上述需求，所述裝置提供了一個(gè)接收單元和一個(gè)可分離的樣品保留器。優(yōu)選地接收單元裝有一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以給粉碎標(biāo)本提供動(dòng)力和臨時(shí)地調(diào)節(jié)樣品保留器。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，樣品保留器包括粉碎元件，其可以使標(biāo)本降至粒狀或者類(lèi)似粉末狀態(tài)以便于化學(xué)藥品的更有效使用。另外，接受單元優(yōu)選地被設(shè)置成提高從樣品保留器中收集圓形標(biāo)本。本發(fā)明的裝置用于收集頭發(fā)，羽毛，指甲，蹄的樣品或者它們的標(biāo)本，并能夠準(zhǔn)確快速地收集樣品。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述裝置從大約10-20根頭發(fā)中收集了大約長(zhǎng)為1.5英寸，代表了大約90天的可能的藥物使用。
更具體地，一個(gè)用于粉碎生物標(biāo)本的裝置包含一個(gè)裝備有驅(qū)動(dòng)源的接收部件，一個(gè)被設(shè)置用于保留至少一生物標(biāo)本并用于與接收部件結(jié)合的樣品保留器和一個(gè)與樣品保留器可操作連接的單獨(dú)使用的粉碎機(jī)構(gòu)。
所述驅(qū)動(dòng)源被設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)所述粉碎機(jī)構(gòu)。所述收集器與接收部件連接用于接收通過(guò)粉碎機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的粉碎產(chǎn)品。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種用于和粉碎裝置一起粉碎生物標(biāo)本的可分離的樣品保留器，并包括第一部件和第二部件。所述第一部件被設(shè)置成用于保留標(biāo)本并具有一第一粉碎表面，第二部件被設(shè)置成與所述第一部件可操作結(jié)合并具有一第二粉碎表面。所述第一粉碎表面和第二粉碎表面相對(duì)于彼此可以旋轉(zhuǎn)，用于粉碎保留于其中的標(biāo)本。


圖1是本發(fā)明裝置的正視圖；圖2是圖1裝置中為清楚起見(jiàn)部件省略的側(cè)視圖；圖3是拆分圖1樣本保留器裝置后的結(jié)構(gòu)圖；以及圖4是圖3保留裝置的水平區(qū)域圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的用于粉碎生物樣本的裝置10如圖1所示，目的在于粉碎如頭發(fā)、指甲、皮毛、羽毛、蹄或者其他擁有角蛋白的物質(zhì)或者以公知的方式通過(guò)化學(xué)分析所取得的包含角蛋白的化合物的樣本。這里，本發(fā)明提出的所述裝置一次處理一個(gè)樣品，作為另一種實(shí)施方式，本發(fā)明操作的原理同樣適用于一次處理多個(gè)樣品。
具體而言，所述裝置10包括一個(gè)基礎(chǔ)單元或接收單元12。一般指定的基礎(chǔ)單元或接收單元12安排和構(gòu)建一個(gè)機(jī)架14，所述機(jī)架14用于支撐下面所述的各種組件。在本實(shí)施方案，配置的機(jī)架14用于代替桌子或其它工作平臺(tái)，裝置10中提到的關(guān)于術(shù)語(yǔ)如“頂部”、“底部”、“上部”、和“下部”的使用如圖1所述，但是也可以根據(jù)應(yīng)用，考慮使用其它方向進(jìn)行描述。
優(yōu)選的基礎(chǔ)單元或接收單元12的驅(qū)動(dòng)源16可以采用電動(dòng)機(jī)的形式(最好參見(jiàn)如圖2)，由線(xiàn)路電壓或蓄電池提供能量。所述線(xiàn)路電壓或蓄電池內(nèi)置在機(jī)架14，因此電動(dòng)機(jī)可以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，驅(qū)動(dòng)齒輪18放置在機(jī)構(gòu)14的頂部表面20，在操作上近似于樣本井22。普遍的圓柱體樣本井22由腔24固定，依靠著頂部表面20，預(yù)先通過(guò)開(kāi)口底部28與內(nèi)部空穴26進(jìn)行流動(dòng)。
在腔24的下端30，一對(duì)相反的“L”支架32大致平行放置，彼此間留有空隙。所述支架32用于滑動(dòng)地接收一個(gè)漏斗狀的過(guò)濾環(huán)34。所述過(guò)濾環(huán)34提供至少一橫向延伸的邊緣36，所述邊緣36用于滑動(dòng)性嚙合支架32。過(guò)濾環(huán)34的上端38有一個(gè)用于嚙合支架32的邊緣39(見(jiàn)圖2)，所述上端38比下端40寬。粉碎樣本從腔26通過(guò)過(guò)濾環(huán)34進(jìn)入收集器42。在本實(shí)施方案，收集器42包括至少一試驗(yàn)試管，所述實(shí)驗(yàn)試管在型號(hào)上適用于業(yè)界廣知的樣本分析。其中，合適的實(shí)驗(yàn)試管型號(hào)有10×40mm，13×45mm，13×50mm和13×60mm。相應(yīng)的，“日立(Hitachi)”杯同樣適用。接收單元12的機(jī)架14配置成可以在收集方向上(見(jiàn)圖1)支撐收集器42。在各種箝位裝置中，可以考慮使用回形針和支架，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為回形針44。所述回形針44從側(cè)面看呈“U”形，有一對(duì)相互平行垂直空間分布延伸臂46。較佳的，臂46之間的間隔由實(shí)驗(yàn)試管42的型號(hào)決定。也可以考慮，當(dāng)使用其它實(shí)驗(yàn)試管時(shí)，改變信號(hào)回形針44和其下的面板48的大小。因此，臂46之間有了充足的空間可以提供輕微的正向壓力施加在實(shí)驗(yàn)試管42上而不會(huì)引起實(shí)驗(yàn)試管42的損害。同樣可以考慮將過(guò)濾環(huán)34的下端40安裝在實(shí)驗(yàn)試管42的下端50上。
參考圖3和圖4，樣本保留器52是粉碎裝置10的重要組成部分，被設(shè)置成用于保留至少一個(gè)生物樣本，和嚙合接受組件12的樣本井22。所述樣本保留器與單一使用的粉碎機(jī)制結(jié)合操作。所述單一使用的粉碎機(jī)制被設(shè)置成用于將原樣本轉(zhuǎn)換成粒狀或粉狀，更易于化學(xué)分析。本實(shí)施方案中，通過(guò)相對(duì)于所述樣本保留器的第二部件旋轉(zhuǎn)的第一部件的旋轉(zhuǎn)得到。所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)由驅(qū)動(dòng)源16驅(qū)動(dòng)。粉碎樣本在過(guò)濾環(huán)34接收并且最終在收集器或?qū)嶒?yàn)試管42得到。同樣也可以考慮，接收單元12相對(duì)的有一個(gè)獨(dú)立的區(qū)別于樣本保留器單一使用粉碎裝置。
更多的，如圖3和圖4，既然樣本保留器52被設(shè)置為單一使用，作為優(yōu)選的實(shí)施方案，樣本保留器52在一些情況下同樣可以是“能用盡”。所述樣本保留器52包括第一部件即圖中的杯體54，所述杯體54被設(shè)置成用于保留樣本56，這里的樣本56為一組頭發(fā)纖維，分別切為大約1.5英寸長(zhǎng)和20毫克重。所述樣本保留器52基于樣本的大小選擇尺寸。
盡管如此，可以考慮，樣本56的大小能夠隨著應(yīng)用和/或收集到的頭發(fā)類(lèi)型的改變而變。杯體54在形狀為圓柱形，有一個(gè)開(kāi)口端58，所述開(kāi)口端58由一個(gè)管狀的輪胎壁60支撐?？紤]到其它樣本的長(zhǎng)度，本發(fā)明的輪胎壁相對(duì)與樣本56，至少為1.5英寸長(zhǎng)和大約0.875英寸。
上端58的對(duì)面為下端62，所述下端62提供一支撐格柵64。所述格柵64由第一多重空心杠和第二多重空心杠相互垂直而成。由此形成一個(gè)支撐多孔表面。所述格柵64通過(guò)整體澆鑄到輪胎壁60或通過(guò)化合膠粘劑、超音焊接或其它扣緊技術(shù)托住，牢固的懸掛在下端62上面。
格柵64牢固的掛在其頂部的至少一第一粉碎表面66。所述第一粉碎表面66為大的平多孔金屬圓盤(pán)。在本實(shí)施中，圓盤(pán)66由電動(dòng)剃須刀的金屬薄片組成。所述金屬薄片有大約0.025英寸的孔，盡管如此，只要金屬薄片里面的開(kāi)口能夠使粉碎頭發(fā)纖維的通過(guò)，就可以改變開(kāi)口的大小來(lái)適應(yīng)具體的應(yīng)用。優(yōu)選的頭發(fā)纖維長(zhǎng)度在0.002-0.004英寸范圍內(nèi)。另一個(gè)理想的圓盤(pán)66可以設(shè)計(jì)為一個(gè)固定表面或鐵砧和一個(gè)多孔卻有個(gè)高度水平頂部表面。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述表面可以電鍍或電分解而成。圓盤(pán)66優(yōu)選地通過(guò)化合膠粘劑固定在格柵64。
當(dāng)剃須刀的金屬薄片作為優(yōu)選的材料用于粉碎表面66時(shí)，可以考慮到其它材料也同樣適合，只要這些材料粉碎的頭發(fā)適合化學(xué)分析，同樣可以考慮到粉碎表面66可以全部用格柵64甚至使用同樣的材料制成。
樣本保留器52的第二部件為錘體68，被設(shè)置成用于與杯體54操作結(jié)合。所述第二部件至少有一個(gè)第二粉碎表面70。所述錘體68推動(dòng)樣本56至第一粉碎平面66并保持樣本直到完成粉碎。所述錘體68的另一功能在于提供所述第二粉碎表面70，所述第二粉碎表面70與第一粉碎表面66相互作用粉碎樣本56。既然粉碎處理過(guò)程可以通過(guò)第一和第二表面66，70的相對(duì)旋轉(zhuǎn)得到，作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，錘體68被設(shè)置為可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)16旋轉(zhuǎn)，以及在功能上作為錘子，錘打第一和第二表面66，70。優(yōu)選地面板70可以通過(guò)壓印，以及通過(guò)置換金屬包圍每一個(gè)孔，形成相對(duì)陡的邊緣，固定在錘體68上。邊緣的陡度可以通過(guò)連續(xù)的磨碾來(lái)提高。當(dāng)剃須刀的金屬薄片作為優(yōu)選的材料用于表面70，當(dāng)彼此間通過(guò)旋轉(zhuǎn)能提供足夠的摩擦力把一股頭發(fā)同時(shí)粉碎成粉狀或粒狀時(shí)，可以考慮其他適合的表面或材料。同樣的，當(dāng)本發(fā)明公開(kāi)的粉碎裝置由相對(duì)的粉碎表面66，70組成時(shí)，同樣可以考慮使用其它能夠粉碎這種生物樣本的粉碎裝置。進(jìn)一步，金屬薄片表面66可以放置在獨(dú)立的杯體54和錘體68上，并且杯體可以相對(duì)錘體旋轉(zhuǎn)。
既然錘體68相對(duì)于杯體54移動(dòng)，可以提供一個(gè)齒輪72或相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)模式與粉碎裝置70相對(duì)。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，所述齒輪72全部澆鑄到錘體68上，并且提供一個(gè)放射狀延伸的齒輪裝置，所述齒輪裝置與驅(qū)動(dòng)齒輪18相嚙合。所述精確齒輪模式可以改變以適應(yīng)業(yè)界上廣知的應(yīng)用。
所述錘體的另一個(gè)特征在于被優(yōu)選地配置成用于在表面66，70間保留樣本56。在錘體68的末端提供一樣本保留器構(gòu)造74。所述樣本保留器構(gòu)造74用于在粉碎期間保留樣本在原地?？梢园l(fā)現(xiàn)樣本組成部分經(jīng)常向遠(yuǎn)離表面66，70的方向延伸。本發(fā)明所述的樣本保留構(gòu)造74優(yōu)選地呈螺旋狀形狀并放射狀延伸，通過(guò)形成向下移動(dòng)的桿可以防止樣本56遠(yuǎn)離表面66，70。所述向下移動(dòng)的桿與杯體54的內(nèi)表面相作用，并與錘體68相旋轉(zhuǎn)。通過(guò)樣本保留構(gòu)造74，樣本保留在與粉碎表面66，70相互操作的狀態(tài)。
本發(fā)明的樣本保留器52的另一個(gè)重要特征在于可任意推動(dòng)進(jìn)行單一使用和防止樣本的交叉感染。相應(yīng)的，杯體54和錘體68被配置成可以輕易的從樣本井22中分離。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，樣本保留器52從所述樣本井22垂直的取出，盡管如此，其它分離方式也可考慮。當(dāng)所述樣本保留器52被移走時(shí)，粉碎表面66，70，驅(qū)動(dòng)構(gòu)造72和保留構(gòu)造74同樣被移走，所述優(yōu)選的裝置表面在粉碎前和粉碎后與樣本接觸。進(jìn)一步，所述杯體54和錘體68由相對(duì)廉價(jià)的材料制成。
參考圖2，一旦樣本56被放置在表面66，70之間以及在特定時(shí)間段有驅(qū)動(dòng)源16驅(qū)動(dòng)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，粉碎樣本通過(guò)表面66上的孔，到達(dá)支撐格柵64，最后進(jìn)入過(guò)濾環(huán)34。可以發(fā)現(xiàn)在某些情況，粉碎樣本沒(méi)有任意地掉入過(guò)濾環(huán)34，最終掉進(jìn)收集器42。在這種情況下，接收部件12優(yōu)選地提供至少一個(gè)流動(dòng)加強(qiáng)器76。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，一流動(dòng)加強(qiáng)器76為真空扇(見(jiàn)圖2。)所述真空扇通過(guò)驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)反作用力在過(guò)濾環(huán)34上。所述空氣流動(dòng)是通過(guò)位于接收單元12的支管78驅(qū)動(dòng)。所述真空扇與過(guò)濾環(huán)通氣。
由于多孔滲水的過(guò)濾屏80(見(jiàn)圖2)附在過(guò)濾環(huán)墻壁的一個(gè)開(kāi)口上，空氣從側(cè)向流過(guò)過(guò)濾環(huán)34。為過(guò)濾屏80選擇一個(gè)適合網(wǎng)孔，使得空氣流過(guò)，但粉碎的樣本56保留在屏上。例如，當(dāng)需要加強(qiáng)保持粉碎樣本的容量，電動(dòng)機(jī)84可能間歇地提供能量驅(qū)動(dòng)真空扇76，而不是連續(xù)提供能量驅(qū)動(dòng)真空扇76。間歇地能量供給可以加強(qiáng)粉碎樣本56的保持力。
在接收單元12上提升過(guò)濾環(huán)34，這樣過(guò)濾屏可以與支管78接觸。為了提供由真空扇76產(chǎn)生的足夠吸力，支管78有一環(huán)端82(被部分切斷)。所述環(huán)端82被配置成用于緊密?chē)Ш线^(guò)濾環(huán)54的圓錐面。
同樣可以預(yù)期提供第二流動(dòng)加強(qiáng)器86。在優(yōu)選實(shí)施方案中，第二流動(dòng)加強(qiáng)器86為一個(gè)振動(dòng)器。所述振動(dòng)器產(chǎn)生脈沖沖擊過(guò)濾環(huán)34，讓樣本56向下流進(jìn)收集器42。具體而言，第二流動(dòng)加強(qiáng)器86在實(shí)施方案中包括電動(dòng)機(jī)88，所述電動(dòng)機(jī)88驅(qū)動(dòng)電凸輪90。所述電凸輪90周期性接觸過(guò)濾環(huán)34。只要能加強(qiáng)粉碎樣本的流動(dòng)，可以考慮其它具有振動(dòng)機(jī)能的裝置或設(shè)備。
現(xiàn)在參考圖1和圖2，為了有利的結(jié)果，最好是有對(duì)樣品保留器52的一個(gè)偏壓力以使各自的粉碎表面66，70施加足夠的對(duì)樣品56的壓力來(lái)獲得需要的粉碎。因此，接收部件12設(shè)置至少一偏壓裝置92用于在樣品保留器52上施加偏壓力。優(yōu)選的偏壓裝置92是一粘附于位于接收部件12的頂面的基座94的可拆除的夾子。
一個(gè)額外的中央杠桿/凸輪裝置96固定于基座94，包括一柄98和一制動(dòng)器臂100。在該制動(dòng)器臂100的游離端，安裝一接觸墊102，并且由彈簧104垂直施加偏壓。通過(guò)接觸墊102施加的彈簧力的大小由一附屬桿106的螺紋調(diào)節(jié)器決定。當(dāng)柄98被壓在向下的位置(圖1)，制動(dòng)器臂100被接觸墊102固定在較低的位置壓緊具有齒輪72的錘體68的端部108，因此，接觸墊102給錘體68施加一垂直的偏壓力，推動(dòng)表面70壓向杯體54中的粉碎表面66。已發(fā)現(xiàn)大約41psi的壓力是適宜的，但是根據(jù)應(yīng)用可以預(yù)期其他級(jí)別的偏壓力。
在如圖1所示的被加偏壓的位置，齒輪72被驅(qū)動(dòng)齒輪18嚙合?？梢灶A(yù)期當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)錘體時(shí)接觸墊102隨錘體68旋轉(zhuǎn)以實(shí)施粉碎。在粉碎過(guò)程完成后，柄98被向上拉以釋放在錘體上的偏壓力。在這一點(diǎn)，樣品保留器52可以從接收部件12中退出。
由于錘體68相對(duì)于杯體54旋轉(zhuǎn)，杯體通過(guò)被鎖于樣本井22而被固定住或避免旋轉(zhuǎn)。在杯體54上的至少一個(gè)放射狀射出的凸柄110被收容于樣本井22中的一個(gè)相應(yīng)的狹槽112中。在樣品保留器52垂直插入到樣本井22中后，凸柄110被接合于狹槽112中以適當(dāng)?shù)胤胖脴悠繁Ａ羝鳌?br> 通過(guò)一控制電路114維持粉碎操作的控制，控制電路114通過(guò)一位于接收部件12上的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)代表。如本領(lǐng)域所公知的，開(kāi)關(guān)114被設(shè)置用于控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16和真空扇電動(dòng)機(jī)84以及振動(dòng)電動(dòng)機(jī)88(如果包括的話(huà))的操作。還有，當(dāng)談到只有一個(gè)樣品保留器52和被聯(lián)系的接收部分12時(shí)，可以預(yù)期設(shè)置一個(gè)合并上述操作原理的單元，其具有同時(shí)進(jìn)行至少多達(dá)8個(gè)樣品的能力。在這種情況下，可以預(yù)期驅(qū)動(dòng)錘體上的齒輪72、施加偏壓力以促進(jìn)粉碎和啟動(dòng)真空的功能可以通過(guò)在多個(gè)上述部件上操作的一主控電路114實(shí)施。也可以預(yù)期，可以將一微處理器(未示出)設(shè)置在控制電路114，用于根據(jù)樣品的大小的功能改變粉碎、真空和/或振動(dòng)的時(shí)間。
也可以預(yù)期提供可消耗的替換套件給接收部件12或類(lèi)似裝置的使用者。這類(lèi)套件將至少包括有格柵64和第一粉碎表面的杯體54，有第二粉碎表面70的錘體68。此外，套件還最好包括一過(guò)濾環(huán)34和一收集器或試驗(yàn)試管42。因此，與標(biāo)本接觸的任何部件都是單獨(dú)使用并且可更換的。
在操作中，本發(fā)明還預(yù)期了下述用于標(biāo)本或樣品粉碎的方法以獲得可以在其上實(shí)現(xiàn)化學(xué)分析的要素。而所述方法優(yōu)選地通過(guò)上面描述的裝置實(shí)現(xiàn)，也可以預(yù)期提供其他裝置以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生適于化學(xué)檢測(cè)的粉碎樣品材料這一相同的目標(biāo)。
更具體地，所述方法包括首先提供一含有接收部件12的生物樣品粉碎裝置，該接收部件裝備有一驅(qū)動(dòng)源16，樣品保留器52被設(shè)置用于保留至少一生物標(biāo)本56并用于與接收部件12接合，樣品保留器與一單獨(dú)使用的粉碎機(jī)構(gòu)66，70相連，驅(qū)動(dòng)源被設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)粉碎機(jī)構(gòu)12，以及一收集器42與接收部件相連，用于接收通過(guò)所述粉碎機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的粉碎產(chǎn)品。接下來(lái)，將過(guò)濾環(huán)裝入接收部件12中，然后收集器42也裝入該部件。
作為選擇，使用乙醇或者其他合適的易揮發(fā)試劑預(yù)洗生物樣品56以從標(biāo)本中移除可能影響分析結(jié)果的外部物質(zhì)。然后將生物樣品56放置在樣品保留器52的第一部件54中，然后第一部件放入接收裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)頭發(fā)樣品不好處理并且很難在杯體54底部適當(dāng)?shù)財(cái)[放。也發(fā)現(xiàn)如果頭發(fā)用乙醇濕潤(rùn)則會(huì)比較容易放入杯體中。另外，乙醇快速地蒸發(fā)且無(wú)殘留，特別是當(dāng)使用了真空?？蛇x擇地，鑷子，紙板或其他可分離的活塞，或者技術(shù)人員的手指也可以用于放置樣品。
然后真空源被打開(kāi)以除去樣品保留器中的空氣得到干燥樣品。當(dāng)樣品干燥后，樣品保留器52中的第二部件68與樣品保留器第一部件中的生物樣品56接合。施加偏壓力于樣品保留器的第一部件以使第一部件的第一粉碎表面與第二部件的第二粉碎表面結(jié)合，并且啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)源使樣品保留器旋轉(zhuǎn)造成保留器內(nèi)標(biāo)本的粉碎。如果需要，可以應(yīng)用真空和/或振動(dòng)以促進(jìn)粉碎的樣品運(yùn)動(dòng)到收集器42中。
可以看到本發(fā)明的樣品粉碎裝置更有效地提供了粉碎的樣品進(jìn)行后續(xù)的化學(xué)分析。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)典型的20mg頭發(fā)樣品僅需要2分鐘的粉碎就可以達(dá)到足夠化學(xué)分析的粉碎黏度。使用本發(fā)明的系統(tǒng)，粉碎和化學(xué)提取的工藝從幾個(gè)小時(shí)被縮短到30分鐘，而且可以在現(xiàn)場(chǎng)而不是遙遠(yuǎn)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明所制備的樣品，在后續(xù)化學(xué)分析中可以提供比以前技術(shù)制備的樣品更準(zhǔn)確25-40％的讀數(shù)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的用于頭發(fā)樣品粉碎的系統(tǒng)可以暴露頭發(fā)的皮層從而增強(qiáng)頭發(fā)與分析的化學(xué)藥品的反應(yīng)性。
本說(shuō)明書(shū)展示并描述了用于粉碎生物標(biāo)本的方法和裝置的實(shí)施方案，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，可以在不背離本發(fā)明廣義的范圍和所述權(quán)利要求的前提下進(jìn)行另外的改變和修飾。
權(quán)利要求
1.一種用于粉碎生物標(biāo)本的裝置，包括一接收部件(12)，裝備有一驅(qū)動(dòng)源(16)；一樣品保留器(52)，被設(shè)置用于保留至少一生物標(biāo)本并用于與所述接收部件接合；-單獨(dú)使用的粉碎機(jī)構(gòu)(66，68，70)，與所述樣品保留器可操作連接；所述驅(qū)動(dòng)源(16)被設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)所述粉碎機(jī)構(gòu)；以及-收集器(42)，與所述接收部件(12)連接，用于接收通過(guò)所述粉碎機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的粉碎產(chǎn)品。
2.權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括至少一偏壓裝置(92)，被設(shè)置用于在所述樣品保留器(52)上施加偏壓力來(lái)使得所述粉碎機(jī)構(gòu)容易操作。
3.權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述至少一偏壓裝置被設(shè)置用于對(duì)所述樣品保留器施加一垂直偏壓力。
4.權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述樣品保留器具有一內(nèi)部粉碎機(jī)構(gòu)。
5.權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述樣品保留器包括一杯體(54)，被設(shè)置用于保留所述樣品并具有至少一第一粉碎表面(66)，和被設(shè)置用于與所述杯體(54)可操作接合并具有至少一第二粉碎表面(70)的一錘體(68)，所述至少一第一粉碎表面和第二粉碎表面相對(duì)于彼此可旋轉(zhuǎn)，用于將被保留于其中的樣品粉碎。
6.權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述樣品保留器(52)具有一多孔的下端(64)，用于使被粉碎樣品可釋放到所述收集器(42)中。
7.權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一過(guò)濾環(huán)(34)，并且所述收集器(42)被設(shè)置成使得被粉碎的樣品通過(guò)所述過(guò)濾環(huán)進(jìn)入所述收集器。
8.權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述接收單元(12)包括一真空源(76)，構(gòu)造并排列成在所述過(guò)濾環(huán)形成負(fù)壓用于使被粉碎的樣品流容易進(jìn)入所述收集器。
9.權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述真空源與所述過(guò)濾環(huán)是以流體傳達(dá)。
10.權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述收集器(42)包括至少一試驗(yàn)試管，并且所述接收單元(12)被設(shè)置成用于在收集位置保留所述至少一試驗(yàn)試管。
11.權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述樣品保留器可從所述接收單元分離。
12.權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述樣品保留器被設(shè)置成當(dāng)從所述接收單元(12)分離后，所述粉碎機(jī)構(gòu)(66，68，70)可與所述保留器分離。
13.權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括至少一振動(dòng)器(88，90)，與所述收集器(42)連接，用于使被粉碎的樣品到所述收集器的移動(dòng)更容易。
14.一種可分離的樣品保留器(52)，用于粉碎生物標(biāo)本的粉碎裝置，包括一第一部件(54)，被設(shè)置成用于保留標(biāo)本并具有一第一粉碎表面(66)；一第二部件(68)，被設(shè)置成與所述第一部件可操作接合并具有一第二粉碎表面(70)；所述第一粉碎表面和第二粉碎表面相對(duì)于彼此可旋轉(zhuǎn)，用于粉碎保留于其中的標(biāo)本。
15.權(quán)利要求14所述的樣品保留器，其中所述第一部件(54)為在一端具有支撐格柵(64)的杯體。
16.權(quán)利要求15所述的樣品保留器，其中所述第一粉碎表面(66)設(shè)置在所述格柵(64)上方。
17.權(quán)利要求14所述的樣品保留器，其中所述第二部件(68)為在一端具有一驅(qū)動(dòng)構(gòu)造(72)并且在另一端具有所述第二粉碎表面的的錘體。
18.權(quán)利要求17的樣品保留器，其中所述錘體(68)設(shè)置一樣品保留器構(gòu)造(74)，用于在所述第一粉碎表面和第二粉碎表面操作中保留標(biāo)本。
19.權(quán)利要求18所述的樣品保留器，其中所述樣品保留器構(gòu)造(74)為成螺旋形形狀并且從所述錘體放射狀延伸。
20.權(quán)利要求14所述的樣品保留器，其中所述第二部件(68)設(shè)置一驅(qū)動(dòng)接合(108)，用于相對(duì)于所述第一部件旋轉(zhuǎn)。
21.權(quán)利要求14所述的樣品保留器，進(jìn)一步包括至少一被設(shè)置用于接收通過(guò)所述第一粉碎表面和第二粉碎表面的相對(duì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的粉碎樣品的過(guò)濾環(huán)(34)。
22.用于粉碎為試驗(yàn)?zāi)康牡纳飿悠返姆椒?，包括設(shè)置一生物樣品粉碎裝置，其包括一設(shè)置有驅(qū)動(dòng)源的接收部件，一被設(shè)置成用于保留至少一生物標(biāo)本并用于與所述接收部件接合的樣品保留器，該樣品保留器與一粉碎機(jī)構(gòu)連接，該驅(qū)動(dòng)源被設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)粉碎機(jī)構(gòu)，以及一與接收部件連接的收集器，用于接收由粉碎機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的粉碎產(chǎn)品；在樣品粉碎裝置中裝載一過(guò)濾環(huán)；在樣品粉碎裝置中裝載一收集器；在樣品保留器的第一部件中放入生物樣品；在接收裝置中裝載樣品保留器的第一部件；啟動(dòng)真空源通過(guò)樣品保留器抽出空氣以干燥樣品；插入樣品保留器的第二部件以使樣品保留器的第一部件與其中的生物樣品接合；對(duì)所述樣品保留器的第一部件施加偏壓力以使第一部件上的第一粉碎表面接合在第二部件的第二粉碎表面；啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)源旋轉(zhuǎn)樣品保留器使得保留器中的標(biāo)本粉碎。
23.權(quán)利要求22的方法，進(jìn)一步包括在插入樣品保留器的第一部件的過(guò)程中濕潤(rùn)樣品。
全文摘要
一種用于粉碎生物標(biāo)本的裝置，包括一設(shè)置有驅(qū)動(dòng)源(16，18)的接收部件(12)，一被設(shè)置用于保留至少一生物標(biāo)本并用于與接收部件接合的樣品保留器(52)，以及一單獨(dú)使用的與樣品保留器可操作聯(lián)系的粉碎機(jī)構(gòu)(66，68，70)。該驅(qū)動(dòng)源被設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)粉碎機(jī)構(gòu)。一與接收部件(12)連接的收集器(42)用于接收通過(guò)粉碎機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的被粉碎的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B02C19/00GK1980743SQ200580016021
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者詹姆斯·E·麥坎布里奇, 斯科特·A·梅爾頓, 卡爾·薩拉伏卡, 特里·斯特里普林, 杰夫·卡克, 托馬斯·M·伊登Ⅲ 申請(qǐng)人:瓦爾克利普公司, 藥物風(fēng)險(xiǎn)解決方案有限責(zé)任公司