专利名称：通过测量电容来测量容器中的液体的配给体积的方法
通过测量电容来测量容器中的液体的配给体积的方法本发明涉及生物自动分析仪。更具体而言，本发明涉及一种通过测量电容测量分 析容器中配给的液体体积的方法。在用于生物解析或分析自动仪器的自动化装置中，确定配给到分析容器中的液体 量对于确定所获结果的相关性是首要的。实际上，在分析的每个步骤，必须测量配给到容器 中的液体的体积，也要确认所述容器中存在感兴趣的液体。这种情况不仅适用于待分析的 生物样本，而且也适用于分析过程中使用的试剂和冲洗液。因此，这种体积管理问题更一般 地属于质量管理，其目标不仅在于改善这种自动分析仪提供的结果，而且在于提高所述结 果的可靠性。实际上，所获结果的可靠性和可重复性取决于配给体积的精确度和可重复性。这种职责还受到实施更严格规则的支配，尤其是从2003年12月生效的CE IVD(体 外诊断)标准。已经描述了采用测量容器，尤其是反应杯型容器中液体体积的方法的装置。某些装置基于液体体积的间接测量。这尤其发生于不使用任何液体流的自动分析 仪中；换言之，发生于借助气动装置执行流体管理的自动装置中。在这种情况下，可以控制 流体管理电路中包含的空气压力。于是，改变位于抽取注射器和发生于针中被抽回或配给 的液体之间空气的压力分布能够评估抽回或配给的液体的体积。借助于空气的可压缩性，这种间接测量技术是可行的。但经证实，不可能利用其中 管理液体的系统是基于使用液体流的自动分析仪来实现，因为液体是不可压缩的。除了这样的体积测量之外，其他自动装置使用配给之后容器中液面高度的测量来 由此推断配给的液体的体积。于是，第一类型的装置由发射器_接收器类型的光学装置构成，其通过改变空气 和液体之间折射率的差异来透过容器壁测量液面高度。这种类型的装置和方法的缺点在于它们仅能用于透明容器。现在，生物自动分析 仪常规上使用基于化学发光的揭示模块，其涉及在全黑的状态下执行检测。因此，必须要使 用不透明容器就不能采用这种体积测量工具。其他光学装置也使用空气和液体之间的折射率差异来测量容器中液体的液面高 度或体积。然而，与上述装置不同的是，后者是侵入式的。实际上，发射器，通常为光纤，与 液体接触。这导致入射光束的折射变化并因此导致出射光束的改变，向装置表明其已经接 触液体。例如，在专利US-4809551中描述了这种装置。这种基于空气和液体间折射差异的方法主要缺点在于，它是借助于表现出与液体 接触的缺点的装置实现的，在这种液体是生物试样时这是不可接受的。实际上，将同一装置 用于测量具有不同样品的若干容器中的液面高度，显著地提高了样品之间污染的风险，即 使在清洗撤回的针步骤之后也是如此。文献US-5194747披露了一种装置，用于借助光学装置测量液面高度，该光学装置 基本在于使用借助光纤发射入射光束的激光二极管，然后使用光发射器，所述光束被液体 表面反射，从而由光接受器接收出射光束。相位检测器然后测量入射光束和出射光束之间 的相位差。计数盘使得能够将相位差值与容器中液体的液面高度相关联。
文献US-5194747中描述的装置表现出的主要缺点是该装置被固定到要执行液面 高度测量的容器中，具体而言该装置的一部分被集成到容器的顶壁中或借助于螺钉固定 到该壁。因此，这种布置无法在对几个相互独立的单次使用的容器进行成批分析的高流率 自动分析仪中实施测量液体液面高度的方法。这种装置的另一个主要缺点是其复杂性，一方面，这种复杂性使其零售成本高，另 一方面，妨碍其被安装到现有自动装置上。其他装置基于容器称重的原理。实际上，通过对容器执行差分称重，自动分析仪判 断容器是填满了还是倒空了，并能够可选地确定容器中的液体体积。然而，尽管在单个地使用容器时这种类型的称重装置是足够有效的，但是对于布 置在搁架中的，即相互关联的容器而言则提供相当不准确的信息。在这种情况下，获得的值 只能是容器组件的平均值，从而排除了对每个容器的精密测量。另一种类型的装置基于磁性。例如，在文献EP-A-I 014049中描述了这种装置。所 述装置包括电磁体和探头，电磁体用于以衰减地机械振荡无接触地激励容器壁，探头用于 无接触地确定与容器中所含液面高度相关的振荡。液面高度由振荡的衰减水平确定。这种装置表现出的缺点是必须用于金属容器，以确保电磁化现象。当前，出于健康 风险和成本的原因，现在使用的容器通常由塑料制成，以便定期更换，甚至使用一次。因此，利用这种装置实施的方法不适于使用这种容器。另一种类型的装置由基于超声波的测量装置构成。这种类型的装置表现出的优点 是能够精确测量容器中的液面高度。但另一方面，除了它们成本高之外，这些装置通常相当 复杂并且笨重。此外，它们需要超声探头和杯子之间可重复的耦合，以通过测量超声波的往 返飞行时间确定杯中存在的体积。因此，这使得在现有自动装置上的安装非常困难。另一种类型的装置由用于通过电容性测量来测量容器中液面高度的装置构成。实 际上，装置的针和容器之间的电容变化使得能够探测针端部与液体表面的接触。这种方法 基于如下事实随着针接近液体，电容值增大，直到与针浸入液体的位置对应的最大值。例 如，在文献US-4818491中描述了该装置和方法。尽管它们特别适用于测量容器中液体的液面高度，但另一方面它们完全不适于测 量配给到容器中的液体体积。相反，为了确认抽出的液体量实际上是正确的，在配给期间测 量液体体积的方法被证实是必要的。实际上，由于确定液面高度的误差，这种类型的液面探 测装置的抽回误差并不少见。实际上，在要抽回的液体的表面存在气泡时，该装置可能会认 为气泡是液体表面。因此，装置会暂停并开始通过上吸气泡来抽取，从而搞错被抽回液体的 量。最后，在文献EP-1568415A2中描述了一种最近类型的装置。该文献描述了一种通 过测量电容变化来测量由用于配给小液滴的系统的喷嘴配给的小液滴的体积的装置和方 法。这种测量实质基于破坏小液滴和喷嘴末端之间的流体接触，这样破坏流体接触诱发可 检测的电压变化。文献EP-1568415A2中描述的小液滴体积测量装置的显著缺点在于，由于为了测 量极小体积其必需有极大的灵敏度，所以它需要极度稳定的电气环境，这种环境具体是通 过安装法拉第筒获得的。现在，这种构造在生物自动分析仪中是完全不能想象的，生物自动 分析仪表现出变化的电气环境，这是因为使用了容器输送系统；因为在配给作为体积测量
4受体的液体之前，容器可能包含不同体积的液体；因为这种自动装置中使用的液体的电化 学性质变化显著，结果改变了执行体积测量的电气环境。这种装置尽管非常有效，但也表现出实质上适于测量皮升或纳升量级上的体积较 小的小液滴的缺点。实际上，为了能够实施文献EP-1568415A2中描述的测量方案，必须在 小液滴和配给喷嘴之间发生流体中断。换言之，必须要在空间上既从配给装置又从将接收 其的容器隔离开小液滴。这必然意味着这种装置完全不适于测量液体体积，例如在生物自 动分析仪中实施的那些测量，所述液体体积从几十微升到几毫升。实际上，这种体积是以液 体流的形式配给的，这确保了液体配给系统的喷嘴和接收液体的容器之间的流体连续性。 为了获得呈现出诸如上述那样体积的液体隔离段，必须要有直径更大的喷嘴或将喷嘴定位 在距容器更大的距离处，而这与自动分析仪的尺寸不相称。最后，这种系统不是非常适于使用具有绝缘性能的搁架或塑料杯。因此，到目前为止还没有测量单个或成组容器中配给的液体的可变体积的有效方 法，无论该容器是透明还是不透明，这种方法不依赖于稳定的电气环境并可以借助于现有 装置实施或可以用有限成本容易地安装在现有的自动分析仪上。因此，本发明的目的是提供一种测量配给到容器中的液体，尤其是生物样品的可 变体积的有效而强健的方法。本发明的另一目的是提供一种测量配给到容器中的液体体积的方法，该方法能够 识别液体中使所配给体积出错的气泡的存在。本发明的另一目的是提供一种测量配给到容器中的液体体积的方法，使得能够进 行测量而不延长样本配给时间。本发明的另一目的是提供一种测量配给到容器中的液体体积的方法，使得能够测 量要在同一配给时段内配给的几个液体段的体积。本发明的另一目的是提供一种测量配给到容器中的液体体积的方法，使得能够在 配给之前将空容器与部分填充的容器区分开。这些目的是由本发明实现的，本发明首先涉及一种借助于包含在自动分析仪中的 抽取/释放装置来测量容器内部的配给的液体的体积的方法，所述方法包括以下步骤a)在距所述容器的底部或距所述容器中的液体的表面距离d处，与所述容器垂直 地定位所述抽取/释放装置，b)触发对所述抽取/释放装置的针的末端与由所述容器、所述自动分析仪的底座 以及可选地存在于所述容器中的液体构成的组件之间的电容值的连续测量；将所述值视为 基值B;c)借助于所述抽取/释放装置触发向所述容器中配给所述液体，使得在整个配给 期间所述容器和所述抽取/释放装置的针是流体连接的；d)测量时段t，在所述时段t期间，所述抽取/释放装置的针的末端与所述容器、 所述自动分析仪的底座以及可选地存在于所述容器中的液体构成的组件之间的电容值大 于阈值S;以及e)通过将在步骤d)中获得的时段t的值乘以所述抽取/释放装置的液体配给流 率，计算配给到容器中的液体的体积。“流体连接”这一表述应理解为表示抽取/释放装置的针和容器由流体流
5(stream)或流体柱(column)连接，该流体流或流体柱是通过从抽取/释放装置向容器释放 液体而形成的。换言之，液体的配给必须是规则且连续的，使得所配给的液体柱形成抽取/ 释放装置的针的自由端与接收该液体或者已包含在其中的容器之间的连接。流体连接的概 念一定不能解释为抽取/释放装置的针的自由端浸入容器中先前就有的或刚刚倒入的液 体中的可能性。根据优选实施例，根据本发明的方法包括在步骤C)之后的额外步骤C')，其在于 沿着垂直轴移动所述抽取/释放装置，以便在配给期间维持所述针的末端和所述液体的表 面之间的距离d。有利地，d的值取决于要配给到容器中的液体体积。具体而言，确定d的值，以便 确保抽取/释放装置的针和容器成流体连接的时间尽可能长。根据本发明的方法的第一变型，流率的值是单个平均值。根据本发明的方法的另一变型，流率的值是能够随着时段t而变化的值。具体而 言，所使用的流率的值是每次电容测量的流率的有效值。因此考虑了抽取/释放装置的加 速和减速斜坡。根据有利的实施例，根据本发明的方法还包括发生于步骤b)之后的额外步骤，其 在于在配给之前确定所述容器是否包含残余液体体积。更具体而言，将所述基值与参考值比较，所述参考值对应于所述抽取/释放装置 的针的末端与不包含任何液体的容器和所述自动分析仪的底座构成的组件之间的电容值。阅读参照附图
给出的以下详细描述将更好地理解本发明的目的和优点，附图中图IA和IB示出了能够实施根据本发明的方法的系统的示意图。图2为示出在配给两个液体体积的同时随着时间进行电容性检测的曲线图。图3A、3B和3C示出了根据两个不同实施例测量配给到容器中的液体体积的方法 的流程图。图4为示出在配给之前容器中存在的残余液体体积对电容性检测的影响的曲线 图。图5为示出配给150 μ 1第一体积的液体(水)和配给150 μ 1第一体积的空气之 间的区分的曲线图。能够实施根据本发明的方法的系统在图IA中示出。该系统首先包括抽取/释放 装置10。该抽取装置是自动分析仪中常规使用的。在这种情况下，将自动分析仪考虑为免 疫自动分析仪，例如申请人以VIDIA 商标销售的免疫自动分析仪。从原理上讲，抽取/释 放装置10由配给注射器12构成，配给注射器12借助于线14流体连接到配给针16。配给 针16与容器18垂直定位，感兴趣的液体17要配给到容器18中。该感兴趣的液体17可以 是要分析的样本。它也可以是分析试剂或清洗液。此外，容器18可以包含或不包含残余液 体。在这种情况下，其包含残余液体20。这样的残余液体例如可以由要分析的样品构成。 在这种情况下，配给的液体可以是分析试剂。此外，配给针16串联到包括电阻器R的电容性液位检测装置22。电容性液位检测 装置22在其一部分接地24。装置22利用包括电阻器R和电容器C的RC型振荡器，电容器被标记为26，其第 一极板(plate)由配给期间的针16、液体17和液体20构成，其第二板极由接地24的自动分析仪的底座28构成。电介质由配给液体17时段之外的空气和容器18或配给期间的液 体17和容器18构成。由此可见，RC振荡器的振荡频率直接取决于电容器26的值。基于 频率，能够在几微秒(μ s)内获得时段t的值。那么，根据本发明的方法的原理如下-在配给针16与由容器18与液体20构成的组件之间没有流体连接时，所测的电 容26是空气的电容。这个电容值根据定义是较低的(为皮法(pF)量级)。-在利用抽取/释放装置向容器中配给液体期间，由配给针16和容器18、液体20 的组件之间的流体连接建立起物理接触。在图IB中示意性地示出了这点，其中，流体连接 由从容器18内部的配给针末端流出的液体喷射30表示。那么，所测量的电容26的值较高 (几个PF)。RC振荡器的振荡频率也较低，因此时段t的值较高。使用已知直径和适当配给速率的配给针能够获得直径接近恒定的圆柱形喷射，该 直径接近配给针的内径。然后根据针的直径和抽取/释放装置的注射器的速度精确地估计 平均流率。由此可见，通过测量时段t随时间的变化，尤其是时段t大于预定阈值的时间，就 能够确定配给针16与容器18、液体20、底座28的组件流体连接的持续时间，即将由抽取/ 释放装置抽取的液体配给到容器中的持续时间。利用抽取/释放装置配给流率的精确数 据，能够计算所配给的液体体积。图2为电容性检测的曲线图，其示出了基于由电容性液位检测装置22测量电容26 获得的时段随时间变化的趋势。应当指出，横坐标轴不以实际值表示时间，而是以例如每 300 μ S测量样本的数量来表示。此外，横坐标轴的0值位于右方。曲线图上第一个可识别的事件被标记为40。实际上，尽管时段值是稳定的，但观察 到了后者的突然增大。这一增大反映了配给针下降到容器中。实际上，如上所述，在向容器 中配给液体的步骤期间，针相对于容器垂直地定位自身，然后执行下降到容器中的动作。随 着针下降到容器中，在接近由容器18、液体20、底座28和地26构成的组件时，所测得的电 容26增大。电容32的这一增大导致RC电路振荡频率减小，因此时段t增大，如在曲线图 上观察的那样。该曲线图上第二个显著事件是标记为42的峰值的时段t的增大。这一峰值包括 平稳状态，表明正在配给液体，通常是容器内部的样本。如上所述，在配给样本期间，形成圆 柱形液体喷射，在针和容器之间产生物理接触，并导致所测电容26的显著增加。这一增加 被表示为时段t的显著增大。第三个显著事件对应于在新峰值之前返回到时段t的基准值，标记为44。实际上， 时段t这一短暂减小表示在抽取/释放装置的配给电路中存在气泡，导致在从针释出液体 时短暂切断了针和容器之间的流体连接。这个气泡的作用实际是将样本体积与第二体积的 液体分隔开，在这一情况下，该第二体积的液体为清洗液。此外，在曲线图上由第二峰值46清楚示出了清洗液的配给。峰值的宽度与配给的液体体积直接相关。实际上，液体体积越大，针和容器之间的 流体连接(或物理接触)持续的时间就越长，这被表示为时段t维持在其高位值的持续时 间更大。由此可见，能够从观察曲线图直接推断出配给到容器中的清洗液的体积大于先前 配给的样本体积。
一旦完成液体的配给就执行数据分析。这一分析基于作为时间的函数记录的时段 t的值。因此，数据分析的参数也被考虑到并在图2中示出。具体而言，在曲线图上定义了 基线B、阈值S和最大值M。在分析构成间隔P2的一定数量的测量点之后计算基线B，间隔P2也定义在图2的 曲线图上。例如，考虑间隔P2的120个连续的测量点，这120个点的平均构成基线B的值。考虑几个最大值来计算最大值M。用于计算最大值M的测量点的数量必须足够大， 以确保大值不是由于人为噪声(artifact)导致的。尽管如此，也一定不要过大，以免超过 平稳段的总持续时间。因此，合理的做法是通过计算例如120个测量点的平均值来计算最 大值M。阈值S部分是以数学方式决定的，因为其等于最大值M和基线B的值之间差异的 40%。阈值S是认为实际已经建立起流体连接的时段t的值。图2的曲线图上可识别的其他参数是用于执行数据分析的各种间隔。因此，值Pl是构成基线B计算区域的开始的值。这里，这个值位于液体配给阶段 的结尾，因为这是自动分析仪在开始下一步分析之前暂停的时段。这个时段适于计算阈值 线的值。例如，Pl的值可以由记录电容值结束之前的第200个测量点构成。在每300ys执 行一测量的情况下，值Pl因此位于记录电容值结束之前60毫秒(ms)处。间隔P2是与用于计算基线B的时段t的120个连续测量点相对应的间隔，这一间 隔的边界之一构成值P1。值P12是构成配给范围的间隔的开始的值。例如，Pl的值可以由记录电容值结束 之前的第2000个测量点构成。在每300 μ s执行一测量的情况下，因此值Ρ12位于记录电 容值结束之前600毫秒(ms)处。值P9是构成配给结束区域的开始的值。在这个区域中，时段t的所测值必须系统 地小于阈值S。在相反情况下，自动分析仪会产生误差。例如，P9的值可以由记录电容值结 束之前的第300个测量点构成。在每300 μ s执行一测量的情况下，因此值Ρ9位于记录电 容值结束之前90毫秒(ms)处。值PlOa是在假设存在分隔气泡时与针对该分隔气泡的搜索间隔的开始相对应的 值。例如，PlOa的值可以由记录电容值结束之前的第800个测量点构成。在每300ys执 行一测量的情况下，值PlOa因此位于记录电容值结束之前240毫秒(ms)处。一旦已经达 到这个测量点值，就预期检测到该气泡。间隔PlOb是与用于证明对应于分隔气泡的存在的时段t的若干值的连续减小的 连续测量点相对应的间隔。这一间隔例如可以由180个连续测量点构成。图3示出了配给液体、数据分析和计算由抽取/释放装置配给到容器中的液体体 积的方法的流程图。这样的方法实施于申请人销售的VIDIA 免疫自动分析仪上。应当指 出，在此未描述用于抽取要配给的液体的过程，无论是样本还是试剂。第一，针垂直于要配 给液体的容器定位。这由步骤50构成。之后，根据步骤52进行通过电容性液位检测装置 采集和记录电容值的过程。然后，针开始在容器内下降，直到其末端位于距液体表面距离d 为止。距离d取决于要配给到容器中的液体体积。就是该系统根据要配给的体积确定这个 距离。这在步骤54中执行。步骤56是实际向容器中配给液体。一旦已经完成了配给，就
8在步骤57中停止采集和记录电容值的过程。然后根据步骤58，针返回其在容器外部的初始 位置，与容器垂直。根据本发明的方法的变型，步骤56和58可以同时发生。换言之，针随着液体配给 至容器中而升高。该变型实际上对应于配给的动态管理。下文将结合图4解释这样的管理 的有益效果。一旦已经执行了液体配给，就开始数据分析。具体而言，在步骤60中，在间隔P2 中计算基线B的值，如上所述。一旦已经计算了基线B的值，就将其与最小值和最大值比较，最小值和最大值都 是预先确定并记录在自动分析仪的存储器中的。这些值例如最小值为80μ S，最大值为 IlOys0如果B的值不在最小值和最大值之间，根据步骤64，自动分析仪显示错误。如果值 B实际位于最小值和最大值之间，则进行数据分析的下一步。下一步骤66是在配给范围中，即在值Ρ12和记录电容值的终止之间搜索120个最 大值，用于计算最大值Μ，如上所述。因此，保留时段t的120个最大的记录值，并计算平均 值。这个值构成了最大值M。一旦已经计算了最大值M，自动分析仪的算法在步骤68中比较基线B的值和最大 值M。具体而言，它计算M和B之间差异值和值B之间的比例。如果这个比例值小于0. 05(即 5% )，根据步骤70，自动分析仪显示错误，0. 05是可容忍的M和B间的最小偏差。实际上， 小于5%的差异表示液体配给或数据采集方法中的异常。如果B和M之间的差异大于5%， 在步骤72中执行阈值S的计算。下一步骤74是查找配给范围的边缘，即值P12和记录电容值的终止之间的边缘。 将术语“边缘”理解为表示时段t与阈值S的交叉，亦即在时段t从阈值S以下的值穿过到 达以上值或反之亦然的时刻。一旦已经识别了所有边缘，就在步骤76中总计它们以便定义 边缘F的数量。在步骤78中，将边缘F的数量与边缘最大数量的值进行比较。如果F的数量大于 最大值，根据步骤80，自动分析仪显示错误。实际上，过大数量的边缘可能表示抽取/释放 装置抽取和配给了泡沫，在这种情况下，所配给的液体的体积并不对应于预期体积。边缘数 量的最大值取决于液体的类型和配给到容器中的液体段的数量。实际上，通过经验知道，某 些样本比其他样本更易于起泡沫。此外，显然，如果想象要在同一个配给步骤中，借助由气 泡分隔的几个液体段，将几种液体配给到同一个容器中，预计将检测到更大数量的边缘。如果边缘的数量小于最大值，则在配给结束区域中，即在值P9和记录电容值的终 止之间进行检查，以证实没有大于阈值S的时段t的值。这个步骤的目的是确认确实完成 了液体的配给，在配给结束区域中必须是这种情况，并且对于时段t的值而言这是显而易 见的。如果不是这样的情况，根据步骤84，自动分析仪显示错误。根据图3B中所示的第一实施例，下一步骤86是计算分隔气泡的宽度L。为了这个 目的，如分析协议(protocol)确定的，显然必须要预期找到气泡。为了计算气泡的宽度L， 总计间隔PlOb中小于阈值S的时段t的连续值的数量。一旦已经计算了数值L，在步骤88将其与对应于定义分隔气泡的最小数量的参考 数比较。这里将小于S的时段t的值的最小数量固定为5。尽管如此，这个数取决于预期识 别的分隔气泡的尺寸，气泡的尺寸取决于在自动装置上实施的分析协议。
如果数L小于5，根据步骤90，自动分析仪显示错误。这实际上表示未找到预期的 气泡。如果数L与符合预期，那么计算液体体积。在步骤92中，通过确定位于值P12和值PlOa+PlOb/2之间的间隔中大于阈值S的 时段t的值的数量，计算分隔气泡之前配给的液体的第一体积VI。如上所述，为了计算体 积，必须要总计大于阈值S的时段t值的总时间。之后将这个时间与针的配给流率相乘，以 获得体积。在步骤94中，进行检查以证实所获得的体积Vl符合最小和最大容许值。如果情 况不是这样的，根据步骤96，自动分析仪显示错误。如果是这种情况，下一步骤98是计算在分隔气泡之后配给的液体的第二体积V2。 这个体积V2是通过确定位于值PlOa+PlOb/2和值P9之间的间隔中大于阈值S的时段t的 值的数量来确定的。在步骤100中，进行检查以证实所获得的体积V2符合最小和最大容许值。如果情 况不是这样的，根据步骤102，自动分析仪显示错误。如果是这种情况，在步骤104中，在自动分析仪中记录体积Vl和V2的值，自动分 析仪然后准备好进行分析协议的下一步骤。在图3C中示出了第二实施例。这一模式对应于未配给分隔气泡的情况。换言之， 向容器中配给单一液体段。在这种情况下，步骤Iio是通过确定在位于值P12和P9之间的 间隔中大于阈值S的时段t的值的数量来计算已经配给到容器中的液体的总体积Vt0在步骤112中，进行检查以证实所获得的体积Vt符合最小和最大容许值。如果情 况不是这样的，根据步骤114，自动分析仪显示错误。如果是这种情况，在步骤116中，在自动分析仪中记录体积值Vt，自动分析仪然后 准备好进行分析协议的下一步骤。根据优选实施例，具有动态管理配给的模式是有益的。实际上，对于配给的静态或 常规管理而言，针定位在容器中，使得其末端位于距液体表面距离d处并不再移动，直到其 从容器中出来。这样的工作模式在两种具体情况下会表现出缺点。第一种情况是距离d相 对于要配给的液体量而言过大。由此可见，将以液体段的形式配给所有液体，液体段的长度 将小于距离d。在这种情况下，针和容器没有流体连接或物理接触，因为一旦配给，液体段在 一段时间期间内一直在下落中，既不与针接触，也不与容器接触。那么就不存在电容变化， 因此不可能测量配给的体积。在第二种情况下，距离d相对于要配给的液体量而言过小。由此可见，一旦配给了 所有液体，针的末端将浸入容器中所含的液体中。在这种情况下，由于针和容器之间生成的 流体连接，电容确实将增大。但是，因为针最终浸入所配给的液体中，所以流体连接不被中 断，因此电容不会减小。因此也不可能测量配给的体积。使用配给动态管理能够避免这些缺点。实际上，所述管理在于将针末端定位得充 分接近液体，以获得优化的距离d，即一旦开始配给就尽快建立针和容器之间的流体连接的 距离。随着配给的进行针以线性方式升高，从而确保在配给结束时中断流体连接。图4涉及曲线图，其示出了在配给之前容器中存在的残余液体的体积对电容性检 测的影响。这里，残余体积为77μ1。在没有残余液体体积时(虚曲线)，如上所述，随着针
10下降到容器中，时段的值增加。另一方面，在有残余液体体积时(实曲线)，时段增加地更 早。因此，根据本发明的方法能够验证(如果不是定量地，至少定性地)配给之前容器中残 余液体体积的有无。图5涉及曲线图，其示出了配给150 μ 1第一体积的液体(水)和配给150μ1第 一体积的空气之间的区分。该配给之后是配给体积30 μ 1的第二液体，第二液体为冲洗液。 实曲线示出了空气的配给。首先注意到在对应于针下降到容器中的3500和4000个测量 点之间时段的增大。然后时段的值维持稳定，直到配给30μ1的冲洗液为止。在虚曲线上 观察到在对应于针下降到容器中的3500和4000个测量点之间时段的类似增大。此外还观 察到与配给150 μ 1的水对应的额外峰值。这个峰值之后是对应于配给分隔气泡的急剧下 降，然后是对应于30 μ 1冲洗液的第二峰值。两个冲洗液的峰值完全重叠，由此确认了配给 的可重复性。此外，在测量第一和第二峰值的宽度时，要指出的是，第一峰值的宽度大约是 第二峰值的5倍，这与所配给的两个体积(水和冲洗液)之间的比例符合得很好。基于根 据本发明的方法计算配给的总体积使得，针对预期的180 μ 1(150+30 μ 1)体积，能够获得 179 μ 1+/-2 μ 1 的体积。因此，根据本发明的方法能够以相对精确和可靠的方式测量容器内部由自动分析 仪的抽取/释放装置配给的液体的体积。此外，可以非常容易地在具有用于对要抽取的液 体液位进行电容性检测的系统的自动分析仪中实施这一方法。
权利要求
一种借助于包含在自动分析仪中的抽取/释放装置来测量容器内部的配给的液体的体积的方法，所述方法包括以下步骤a)在距所述容器的底部或距所述容器中的所述液体的表面距离d处，与所述容器垂直地定位所述抽取/释放装置，b)触发对所述抽取/释放装置的针的末端与由所述容器、所述自动分析仪的底座以及可选地存在于所述容器中的所述液体构成的组件之间的电容值的连续测量；将所述值视为基值B；c)借助于所述抽取/释放装置来触发向所述容器中配给所述液体，使得在整个配给期间所述容器和所述抽取/释放装置的所述针是流体连接的；d)测量时段t，在所述时段t期间，所述抽取/释放装置的所述针的末端与由所述容器、所述自动分析仪的底座以及可选地存在于所述容器中的所述液体构成的组件之间的所述电容值大于阈值S；以及e)通过将在步骤d)中获得的所述时段t的值乘以所述抽取/释放装置的液体配给流率来计算配给到所述容器中的液体的体积。
2.根据权利要求1所述的方法，包括在步骤c)之后的额外步骤c')，其在于沿着垂 直轴移动所述抽取/释放装置，以便在配给期间保持所述针的末端与所述液体的表面之间 的所述距离d。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中d的值取决于要配给到所述容器中的液体体积。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述流率的值是单个平均值。
5.根据权利要求1到3所述的方法，其中所述流率的值是能够随着所述时段t而变化 的值。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，还包括发生于步骤b)之后的额外步骤，其 在于确定所述容器是否包含残余液体体积。
7.根据前述权利要求所述的方法，其中将所述基值B与参考值比较，所述参考值对应 于所述抽取/释放装置的所述针的末端与由不包含任何液体的所述容器和所述自动分析 仪的底座构成的组件之间的电容值。
全文摘要
本发明涉及一种借助于包含在自动分析仪中的抽取/释放装置测量容器内部配给的液体的体积的方法，所述方法包括以下步骤a)在距所述容器的底部或距所述容器中的所述液体的表面距离d处，与所述容器垂直地定位所述抽取/释放装置，b)触发对所述抽取/释放装置的针的末端与由所述容器、所述自动分析仪的底座以及可选地存在于所述容器中的所述液体构成的组件之间的电容值的连续测量；将所述值视为基值B；c)借助于所述抽取/释放装置触发向所述容器中配给所述液体，使得在整个配给期间所述容器和所述抽取/释放装置的所述针是流体连接的；d)测量时段t，在所述时段t期间，所述抽取/释放装置的所述针的末端与由所述容器、所述自动分析仪的底座以及可选地存在于所述容器中的所述液体构成的组件之间的电容值大于阈值S；以及e)通过将在步骤d)中获得的时段t的值乘以所述抽取/释放装置的液体配给流率，计算配给到所述容器中的液体的体积。
文档编号G01F13/00GK101978244SQ200980109387
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者D·德科, L·迈茨扎克, O·库蒂亚尔 申请人:生物梅里埃公司