CN101903106A - 具有贮存器的液体分配头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于容纳和分配液体溶液的装置。本发明的装置增强了控制样品体积的便利性，并因此增强了其应用的便利性，同时使分配头侧面上的任何样品溢出或流体流出最小化。另外，该装置确保提供足够的样品体积。

Description

具有贮存器的液体分配头

技术领域

本发明涉及容纳及分配液体的装置。

背景技术

在许多医学和实验室应用中，有必要提供或施用单一的或经精确测量剂量的液体试剂，例如药剂或化学试剂。需要精确用量的试剂流体的一类应用是在供病人使用的测量人体生理液体分析物的***中。这类***通常包括生理样品涂敷到其的包含试剂材料的测试条。计量器被构造成接纳这种测试条并确定样品中分析物的浓度。在使用这类计量器和测试条之前，其通常通过其中使用通常称为对照溶液的监测试剂来测试该测试条的准确性和功效的方法进行检测。

对照溶液通常封装于带有分配端(dispensing end)的塑料或玻璃容器中，该分配端在圆锥形的末端设有小开口，通过挤压瓶体可经该小开口移出相对剂量不精确的对照溶液液滴。一般很难精确控制从这类容器中移出的对照溶液的量。尽管开发用于测量分析物浓度的***和设备的工作正在快速前进，但是在与这些先进的***及装置配套使用的对照溶液容器和分配领域的进步却有限。市售的对照溶液容器通常具有圆锥形分配头，其在需要例如5-20微升的大量对照溶液的诊断测试条上可靠地工作。然而，这类容器在分配用量小于1微升的如今更为高级的测试条所需较少量时便显得准确度不足。

由于某些市售测试条对样品体积的要求达到了亚微升级，因此现有的锥形分配头可能递送过量的对照溶液，这给使用者带来不便和烦恼。很难将大液滴精确地对准测试条的反应区，同时还在压力下握住对照溶液瓶体。这对于老年病人或行动不便的人来说尤其如此。因为测试条不能吸收过量的被移出的对照溶液，所以过量的溶液便流失了。由于对照溶液通常为红色，与实际的仿真血液颜色相仿，因此这尤其是个问题。

附图说明

图1示出现有技术中用于容纳和分配对照溶液的容器的实例；

图2为图1所示的容器除去顶盖后的放大透视图；

图3为图2所示的容器沿A-A’线的放大剖视图；

图4为处于倒置状态的图1至图3所示的容器的透视图；

图5为根据本发明的一个实施例的示例性流体分配容器的侧平面视图；

图6为沿图5中的B-B’线的剖视图，示出了根据本发明的容器内部结构的示例性实施例；

图7为与图6的剖视图相似的剖视图，示出了现处于倒置位置的容器，此时在贮存器中存有对照溶液；

图8为根据本发明另一个实施例的容器的放大剖视图；

图9为根据本发明的图8所示的分配头的第一实施例的放大剖视图；

图10为根据本发明的图8所示的分配头的第二实施例的放大剖视图；

图11为根据本发明的另一个实施例的容器的剖视图；

图12为专门设计成与本发明的流体分配头的一个实施例相配合的顶盖的示例性实施例的放大剖视图；

图13为专门设计成与本发明的分配头的另一个实施例相配合的顶盖的另一个示例性实施例的放大剖视图。

具体实施方式

在以下说明中，将在分析物浓度的测量应用情况下来描述本发明，具体来讲，将在血液中葡萄糖浓度的测量应用情况下来描述本发明。然而，并非旨在进行限制，而且本领域技术人员将会知道，所讨论的设备、***和方法可用于涉及使用试剂的其他物理和化学特性的测量，包括但不限于测量血液胆固醇水平或其他生物物质，该生物物质包括但不限于尿液、唾液等。同样地，本发明可用于也需要方便地提供精确剂量的其他物质或试剂。

图1为市售的包括主体4和可去除顶盖6的流体分配容器2的简化透视图。在未使用时，顶盖6可以任选地旋接或扣接于主体4上，用于保持图1中未示出的分配头洁净。在储存或运输过程中，顶盖6还有助于防止流体从容器中溢出或渗漏。容器2装有一定体积的液态对照溶液，该溶液通常约在3-5ml的范围内，可提供大约为100-200剂的溶液，通常可供使用者使用大约3个月的时间。

容器主体4可由可变形的塑料构成。然而，可能想到用于容器主体4的其他适用的容器材料，例如玻璃，因此旨在包括这些材料。虽然术语“容器”将贯穿全文使用，但下文也可互换使用诸如瓶子或小瓶的其他术语，因此，出于本专利申请的目的，术语“容器”旨在包括这些术语。对于本领域技术人员也显而易见的是，这类容器可用于分配除对照溶液以外的液体，尽管本文将主要描述该容器在分配对照溶液中的应用。

图2是图1所示的容器2的放大透视图，此时显示出从容器主体4上去除了顶盖6，以露出突出的颈部10，该颈部10具有可任选的用于接纳顶盖6的螺纹12，喷嘴状分配头8包括设置在顶端处的分配出口14。图3为图2所示的现有技术的容器2沿A-A’线的放大剖视图，示出了包括贮存待分配流体的内部腔体16的容器主体4、具有可任选的螺纹12的颈部10、此时示出容器内部截头圆锥状结构18的分配头8，该截头圆锥状结构18形成了逐渐变窄的通道20，该通道20通向小出口14，该小出口14为储存腔体16和外部环境之间提供了直接的流体连通。

图4为图1-3所示的容器2的另一个透视图，此时以该容器正常使用来从中分配对照溶液液体液滴过程中通常所处的倒置位置显示。图4包括许多与关于图2和图3描述的相同的特征，并且还包括所示的从喷嘴状分配头8的出口14流出的液滴22。图4中还示出了具有样品接纳区26的简化的示例性测试条24。

现参考图1-4，当病人要使用对照溶液时，首先要从容器主体4去除顶盖6，通常使用旋拧动作或例如推拉动作去除顶盖6。然后，倾斜容器主体4以将分配头8保持在新测试条24的样品接纳区26上方几毫米处，例如图4所示的位置。然后，使用者需要对容器主体4施加轻微的压力，以将对照溶液的液滴22经由与外部环境流体连通的出口14移出容器2。液滴22首先由出口14流出，然后由于液体对表面固有的毛细引力，在出口14周围迅速积聚并且随后悬挂在分配头8的外表面区域。当需要分配很小量的液体时，由于单滴这样的液滴可能包含本身造成问题的相对大体积的液体，因此该悬挂或悬吊的液体会造成问题。

为了进行对照溶液测试，使用者随后将液滴22移近测试条24的样品接纳区26。当进行接触时，流体由于毛细引力而被吸入测试条24的反应室内。

容器2以及从中分配诸如对照溶液的流体的操作步骤是不利的。首先，在长时间内要多次打开该容器，因此多次将对照溶液暴露于空气中和表面上的污染物，例如使用者的手指，其可能会携带污染物。因为对照溶液的使用者通常行动不便，他们可能会笨拙地打开顶盖6和/或弄掉顶盖6，所以存在进一步污染储存在容器中的对照溶液的可能，并且导致测试结果出现错误。如果确定对照溶液已经被污染，那么就必须要扔掉整个对照溶液容器，再打开一瓶新溶液：这就增加了使用者的成本。

另外，由于提供这样的相对大体积的对照溶液，大部分对照溶液在得到使用之前就完全过期，这还增加了病人的治疗成本，因此现有技术中的对照溶液容器2可能造成问题。原装容器内密封的对照溶液的储藏期限通常约为1到2年，但是一旦使用者代开了容器2，则储藏期限将迅速降至仅几个月，这是由上文提及的污染问题导致的。此外，使用者可能在使用后没有将顶盖6放回至容器主体4上。不管是故意还是无意忘记将顶盖6放回至容器主体4上，使分配喷嘴暴露于空气中会导致对照溶液挥发，由此改变了活性成分的相对浓度，这样会导致测试结果错误。

另外，很难精确或准确地从这类现有技术容器2中移出所需体积的对照溶液。移出的体积很高程度上取决于使用者的操作，因为使用者可能由于过挤压容器而施用太多的对照溶液，或由于没有足够地挤压而获得太少的溶液。对照溶液也可包含少量表面活性剂，用于促进测试条的填充，因为加入表面活性剂会降低表面张力，使对照溶液表现出慢慢爬升到分配头8侧部。这可造成使用者更难以将对照溶液准确地对准测试条24的接纳区26。

图5为根据本发明的一个实施例的示例性流体分配容器100的侧平面视图。图5的流体分配容器包括容器主体102、具有可任选的螺纹106的颈部104、喷嘴状分配头108和套管110。图5中的B-B’线表明了图6所示剖视图的视线。虽然图中未示出，但是可预料到容器100包括与图1所示的顶盖6相似的顶盖，该顶盖可任选地以旋接配合(screw-fit)方式通过螺纹106与容器主体102的颈部104相连接，然而，对于本领域技术人员显而易见的是，也可选择连接顶盖的其他方法，例如压入配合(push-fit)方式。

图6为沿图5中的B-B’线的剖视图，此时示出容器100的内部结构的示例性实施例，其包括容器主体102、带有可任选的螺纹106的颈部104、喷嘴状或锥形的分配头108、套管110、腔体区112、狭窄的锥形截头锥状内部通道114、小出口116和环绕出口116的贮存器区域(reservoirregion)118。贮存器区域118由套管11o的边界形成。

图7为与图6的剖视图相似的剖视图，此时以容器100通常在正常使用过程中的倒置位置显示，以分配一滴对照溶液。图7包括了许多与先前关于图5和图6描述的元件相同的元件，而且此时还显示出在容器主体102的腔体112内存在液体120。

现参考图5、图6和图7，目的是为了在不溢出的情况下提供填注测试条所需的足够的流体体积。与从常规容器中分配对照溶液的用户控制的改进可通过将套管110附接到分配头108来实现，所述套管110例如为一小段圆柱形管。设置套管110可形成固定的、预定体积的贮存器118，该贮存器118使所需用量的对照溶液的分配更为简单。另外，由于套管110无需形成参照图4所讨论的悬挂液滴，因此其可使得使用者更为简单地进行对照溶液应用。

在实施过程中，使用者只需轻轻挤压容器来充满出口116周围由套管110包围的贮存器区域118。由于仅需轻微挤压容器主体102来使对照溶液经通道114流出出口116，因此使用者可实现该操作同时将容器100保持在竖直位置。以基本竖直位置使用可让使用者清楚地看到对照溶液流入并充满贮存器区域118。或者，使用者也可将容器100倾斜成如图7所示的几乎倒置的位置，以通过狭窄的锥形通道114分配流体120，并且经由出口116分配出流体120，使得流体在贮存器区域118内达到最大值。所需体积的对照溶液流体120随后将由于毛细管作用保留在套管110的边界内。通过将贮存器118的体积与测试条所需体积匹配，本发明消除了浪费对照溶液的问题。

套管110提供了可以由对照溶液120充满且可因毛细管作用留存对照溶液120的扩展空间或贮存器区域，直到使用者使套管110的末端接触到测试条24的接纳部分26上。当测试条24的样品接纳部分26与贮存器区域118的边缘接触时，则对照溶液由于毛细管作用被吸入测试条24中。贮存器区域118的大小被设定为只容纳充满测试条所需体积的对照溶液。当测试条与对照溶液流体连通时，样品填充通过毛细管作用完成，因此减小了对照溶液溢出的可能性。

附接到分配头108的简单的套管110内设置的扩展区或“贮存器”区域118可暂时贮存所需体积的对照溶液。这样就简化了使用者的应用程序，并使得所需的使用者活动灵活性最小化。

图8为根据本发明的另一个实施例的容器200的放大剖视图，其包括容器主体202、带有可任选的螺纹206的颈部204，一体式的分配头208、通向出口216的窄锥形通道214和扩展的贮存器区域218。图8提供了根据本发明的另一个实施例的容器200，其适用于分配诸如对照溶液等液体。根据该实施例，分配头208可被制成一体式的，因而无需关于图5-图7所描述的附加或单独的套管元件110。一体式构造可以有许多优点，例如降低了复杂度、节约了时间和成本。分配头208可通过使用适当的技术，例如注模法制得。这类工艺还具有能够大规模生产的优点。

图8的分配头208包含狭窄的锥形内部通道214(与图6和图7的通道114相似)，通过出口216与外部环境流体连通。在该实施例中，通道214可为环形，其与流体出口216同心对准。使用者在容器主体202外表面上施加压力，以使流体由出口216流出，并充满扩展的贮存器区域218。扩展的开口218的尺寸大约比狭窄的内部通道214的尺寸大5-20倍。根据本发明，扩展的贮存器区域218被设计成用于容纳填满测试条的接纳区所需体积的对照溶液，以便用户进行对照溶液测试。

图8示出了方形的扩展的贮存器区域218，其更为详细的信息关于图9和图10来提供。图11示出了相似的但为圆形或半圆形的扩展的贮存器区域318。图8和图11中所提供的示例性实施例只是用于举例说明本发明的实施例，对于本领域技术人员显而易见的是，任何大小和形状的扩展的贮存器区域都是可能的，例如，圆柱形、锥形或半球形的贮存器，因此任何大小和形状的扩展的贮存器区域都旨在包括在本发明内。

图9为图8的分配头208的放大剖视图，其包括流体出口216、直径为d₁、高度为h₁的扩展的贮存器区域218。图10为图8中的分配头208的放大剖视图，其中包括出口216和直径为d₂、高度为h₂的扩展的贮存器区域218。

图9和图10提供了根据本发明的图8中的分配头208的两个示例性实施例，其区别在于扩展的贮存器区域218的相关的直径(d)和高度(h)尺寸不同。图9示出的扩展的贮存器区域218的直径d₁在大约1-4mm的范围内，更通常地接近2mm，高度h₁在大约1-2mm的范围内，更通常地接近1.6mm。这样的尺寸提供大约5μL的容积容量，并且可适当地按一定尺寸制作，以容纳较小或较大的体积。

图10中所提供的贮存器区域218的第二实施例的直径d₂在大约1-5mm的范围内，更通常地接近3mm，高度h₂在大约0.5-1.5mm的范围内，或更通常地接近0.7mm。该第二实施例的尺寸还被具体设计成容纳大约为5μL的对照溶液。

图9和图10中所提供的分配头的实施例将均可暂时容纳足量的对照溶液，直至使用者准备进行测试，并因此将贮存器区域218的边缘抵靠接触新测试条的样品接纳部分，使流体通过毛细管作用被吸入测试条的反应室内。贮存器区域218暂时容纳流体，允许使用者将使测试条与处于竖直位置中的容器接触，或者，使用者也可以优选地先将容器倒置到最适于其将对照溶液分配至测试条上的合适角度。显而易见的是，本发明的另一个优点为能够使用竖直的容器分配对照溶液。

本发明的扩展的贮存器区域的体积可根据使用对照溶液或其他液体试剂的应用具体设定，并且其范围可在约100nL-200μL之间。对于用于诸如血液中葡萄糖的分析物检测和测量的测试试纸条上使用的对照溶液，贮存器区域的体积通常在约1-20μL的范围内。因此，扩展的贮存器区域的直径可通常在约1-10mm的范围内，更通常在约2-4mm的范围内。相似地，扩展的贮存器区域的深度(或者为“高度”，如图9和图10中分别示出的h₁和h₂)可通常在约0.5-5mm的范围内，更通常在约1-2mm的范围内。在给出数值范围的情况下，可以理解的是，每一个在该范围和任何其他指定范围的上限和下限之间的中间数值或所述指定范围中的中间数值均包含在本发明的范围内。

图11为根据本发明的另一个实施例的容器300的剖视图，其中包括容器主体302、具有(可任选的)螺纹306的颈部304、分配头部分308、通到小流体出口316的狭窄锥形内部通道314和扩展的贮存器区域318。图11中的容器300与图8中的容器200相似，但是也存在一些差别。第一个差别在于，环绕流体分配出口的各个扩展的贮存器区域的形状不同。图11中示出了扩展的贮存器区域318的实施例，其形状为弯曲状或半球状，而图8、图9和图10中的示例性实施例中的扩展的贮存器区域218的形状显示为主要为方形或矩形。上述贮存器区域的两种形状和本领域技术人员认为可能的其他形状能够通过毛细管作用保持所需体积的对照溶液，至少是暂时性的，直到使用者准备将对照溶液的液滴涂覆到测试条的样品接纳区内，以检查其分析物测试***的准确性和功效。

应当理解，图9、图10和图11提供的分配头的形状是在体积和剖面方面适用形状的示例，然而，对于本领域技术人员显而易见的是，任何合适的三维形状均可用作体积空间，如球体、椭圆体、抛物面形，圆柱体、锥体等，而任何合适的二维形状可用作该剖面区域，例如矩形、三角形、椭圆形、诸如平行四边形的四边形、诸如五边形的多边形等。

图11中的容器300和图8中的容器200之间的第二个主要差别可任选地在于其制造方法不同。所示的容器200的分配头208为单独的可模压部件，其可任选地与容器主体202和颈部204独立制造，而容器300的分配头308区域可模制为一个单个的元件，即例如与容器主体302和颈部区域304结合起来。将容器300以单件模模成型可降低容器本身、其生产和组装过程的复杂程度。对本领域普通技术人员显而易见的是，与本发明配合的容器的制造程序中的差异是可想象到的，因此该差异旨在包括在本文内。

图12为专门设计用于与本发明的流体分配头402的实施例相配合的顶盖408的示例性实施例的放大剖视图400，其中包括流体出口404、直径为d₃且高度为h₃的扩展的贮存器区域406、相应深度为p₃的顶盖内部凸起410。

图13为专门设计用于与本发明的分配头502的实施例相配合的顶盖508的另一个实例实施例的放大剖视图500，其中包括流体出口504、底部直径为d4且高度为h₄的锥形扩展的贮存器区域506、相应深度为p₄的顶盖内部凸起510。

图12和图13示出了根据本发明的分配头设计的示例性实施例，这两个实施例此时与容器顶盖中的互补特征(分别为410和510)配合，该互补特征专门设计用于密封分配头开口以及确保容器在运输过程中流体密封并且提供可靠贮存。在一个实施例中，该顶盖凸起410和510可分别具有与分配头部分402和502形成配合关系的凹凸结构，以提供可靠的密封。

从图12和图13中可以看出，内部凸起410和510专门设计成分别与接纳部分，即相配合的分配头的扩展的贮存器区域406和506互锁。扩展的贮存器区域406和506的大小和形状可根据接纳的凸起410和510设计。图12示出，扩展的贮存器区域406的大小和形状不仅专门设计成保持适当体积的对照溶液直到使用者准备将其涂覆于测试试纸条，而且另外，该扩展的贮存器区域406的大小和形状与内部凸起410相配合，以提供一种确保可靠和可信密封的装置结构，由此事实上消除了任何对照溶液在不使用时漏出容器的可能。内部凸起的深度p₃与扩展的贮存器区域406的高度h₃相配合，贮存器区域406的直径d₃也与内部凸起410的相应直径相配合。因此，当不使用对照溶液的容器时，顶盖408可固定于容器主体之上，主要与其分配头部分402接触。内部凸起410在贮存器区域406内紧密贴合，由此在流体出口404上方形成了可靠的密封。

相似地，图13示出锥形内部凸起510的深度p₄与贮存器区域506的高度h₄相对应。因此，当使用者在分配头502处将顶盖508附接到其对照溶液的容器上时，凸起510由贮存器区域506接纳，在整个流体出口504形成可靠的密封。图12和图13示出了与密封特征的特定设计相配合的容器顶盖的示例性实施例。

本发明包扩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、化学试剂或对照溶液。因为在各种不同类型的应用和装置中使用的液体种类很多，所以罗列所有可能与本发明的***一起使用的液体超出了本发明公开的范围。然而，所讨论的***可用于任何经常性或非经常性使用的需要单剂量的液体的应用领域。以下出于描述所讨论的方法的目的，液体是对照溶液，其用于评价测量生理流体样品的分析物浓度的***的性能。这类对照溶液的实例在美国专利No.5,187,100和No.5,605,837中有所公开，其全部内容被并入本文。

本发明提供了很多优点，包括提高了控制样品体积的便利性，因此在使用时，增强了使用者进行对照溶液测试程序的置信度。本发明的分配头的另一个目的在于，通过仅提供与所需体积相近的对照溶液，使分配头侧面上的任何样品溢出或流体流出最少。另外，该体积的流体至少暂时性地设置于分配头的扩展区内，这样有助于确保每次进行对照溶液测试时提供足够的样品体积。

本文提供的流体分配头的示例性实施例有助于使用者将样品对准测试试纸条的样品接纳区上。改进的样品应用还事实上消除了清洁任何偶然性溢出物的需要。本发明的流体分配头还最小化对使用者活动灵活性的要求，简化了对照溶液测试程序。另外，与之相配合的顶盖设计保证了在不使用时和在运输和贮存过程中始终保持容器流体密封。

与本发明的分配头配合的对照溶液容器还可以降低未使用的对照溶液遭受污染的风险，这又提供了更为可靠的测量***，并且可通过使储藏期限最长，还使得对于使用者来说具有高性价比。污染的对照溶液可能会产生不准确的结果，并且应予丢弃。

Claims (6)

1.一种液体分配容器，包括：

可变形的容器主体，所述容器主体包括分配头和用于容纳待从其分配的液体的中空内部空间；

锥形的内部通道，所述内部通道通向出口，使得液滴经所述内部通道；以及

环绕所述出口的贮存器，所述贮存器的大小被设置为保持预定体积的液体。

2.根据权利要求1所述的容器，其中所述贮存器区域的直径在大约1.0mm-10.0mm的范围内，并且深度在大约0.1mm-5.0mm的范围内。

3.根据权利要求1所述的容器，其中所述贮存器区域的直径在大约2.0mm-4.0mm的范围内，并且深度在大约1.0mm-2.0mm的范围内。

4.根据权利要求1所述的容器，其中所述液体的预定体积在约100nL-200μL的范围内。

5.根据权利要求1所述的容器，其中所述液体的预定体积在约1μL-20μL的范围内。

6.根据权利要求1所述的容器，其中所述贮存器能从所述容器主体拆卸下。

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