CN103930214A - 用于自动临床分析仪的封闭管取样和开放管取样的***、设备和方法 - Google Patents

用于自动临床分析仪的封闭管取样和开放管取样的***、设备和方法 Download PDF

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Abstract

一种离心分离机，在该离心分离机处于运动中的同时可向其引入样品管。离心分离机包括具有上部部分(204)和下部部分(206)的回转装置(202)。所述回转装置的上部部分具有：用于离心分离操作的多个用于样品管的位置；附接至所述回转装置的上部部分的多个驱动机构(230)；安装在每个驱动机构上的可移动元件(352)，所述可移动元件能够在所述驱动机构被致动时横越所述驱动机构的长度；样品管保持组件(258)，其包括样品管保持器(260)和附接至每个可移动元件的轴承(262)；和至少一个平衡元件(320、322)，其能够有助于力矢量，所述力矢量抵销由所述离心分离机的回转装置的旋转生成的不平衡矢量。

Description

用于自动临床分析仪的封闭管取样和开放管取样的***、设备和方法
技术领域
本发明涉及用于自动诊断分析的制备生物样品用***。
背景技术
离心分离机是这样一种装备，其使物体围绕固定轴线旋转，从而施加垂直于轴线的力。离心分离机一般由电动机驱动。离心分离机使用沉降原理进行工作，其中向心加速度使更密实的物质沿着径向方向(管的底部)分离出来。同时，较轻的物体将趋于移动至管的顶部。
用于离心分离的方案通常指定待施加至样品的加速度的量，而不是指定旋转速度比如每分钟转数。该区别是重要的，因为以相同旋转速度运行的直径不同的两个转子将使样品受到不同的加速度。在圆周运动期间，加速度是半径与角速度的平方的乘积，并且它在传统上被称为“相对离心力”(RCF)。加速度以由于地球表面处的重力得到的标准加速度“g”的倍数(或דg”)来测量，并且它由下式给出：
RCF = r(2πN)2/g
其中，g表示地球的重力加速度，
r表示旋转半径，且
N表示旋转速度，以每单位时间的回转数来测量。
该关系可以写成：
RCF = 1.118×10-5 rcm N2 RPM
其中，rcm表示以厘米测量的旋转半径，
NRPM表示以转每分(RPM)测量的旋转速度，
g=(980.65cm/秒2)(3600秒2/分2)=3,530,340cm/分2。
临床化学是一般与体液的分析有关的病理学领域。该学科起源于十九世纪晚期，对血液和尿液的各个组分使用简单的化学测试。后来，其它技术被应用，包括酶活性、分光光度学、电泳和免疫测定的使用和测量。大多数当前的实验室不是高度自动化的，并且使用被紧密地监测和控制来确保品质的测定。需要检查和测量血液细胞的测试以及血液凝结研究未被包括，因为它们一般被分类在血液学下。临床化学测试可对任意类型的体液执行，但是一般是对血清或血浆执行。血清是血液的在血液已经被允许凝结并且所有血细胞已经被移除之后留下的黄色水状部分。这种移除最容易通过离心分离来完成，所述离心分离将更密实的血细胞和血小板填塞到离心分离机管的底部，使液体血清部分停留在被填塞细胞的上方。血浆本质上相同于血清，但却是在没有凝结的情况下通过离心分离血液而获得的。血浆因此含有所有凝血因子，包括纤维蛋白原。
免疫测定是一种生物化学测试，其测量物质在通常含有物质的复杂混合物的溶液中的存在或浓度。比如血清或尿液等生物液体中的分析物通常使用免疫测定方法来测定。这类测定是基于抗体以高特异性与一个分子或非常有限的分子组结合的独特能力。与抗体结合的分子被称为抗原。可对于抗原/抗体对中的任一组元来实施免疫测定。对于抗原分析物，与抗原特异性地结合的抗体通常可被制备来用作分析试剂。当分析物是特定的抗体时，其同源抗原可被用作分析试剂。在任一情况下，测定的特异性取决于分析试剂能够与其特定结合伙伴结合从而排除可能存在于待分析样品中的所有其它物质的程度。除了对特异性的需要之外，结合伙伴还必须被选择成对分析物具有足够高的亲合力来容许精确测量。亲合力要求取决于被使用的特定测定格式。
除了结合特异性之外，所有免疫测定的另一关键特征是用于响应于特定结合产生可测量信号的手段。历史上，信号涉及测量一些物理特性的变化，比如光散射或折射率的变化。目前的大多数免疫测定取决于与可检测标签相关联的分析试剂的使用。各种各样的标签已经被示出，包括：在放射性免疫测定中使用的放射性的元素；酶；发荧光的、发磷光的和化学发光的染料；胶乳和磁性颗粒；染料微晶、金、银和硒胶体颗粒；金属螯合物；辅酶；电活性基团；寡核苷酸、稳定自由基和其它。这类标签用于在分离自由的和结合的被标记试剂之后或通过将***设计成使得结合事件影响由标签产生的信号的变化，来对结合事件进行检测和定量。常常被称为分离免疫测定或异相免疫测定的需要分离步骤的免疫测定是普及的，因为它们易于设计，但是它们通常需要多个步骤，包括仔细清洗被标记试剂已结合到其上的表面。信号受到结合的影响的免疫测定常常可在没有分离步骤的情况下运行。这类测定通常可简单地通过混合试剂和样品并进行物理测量来实施。这类测定被称为均相免疫测定，或不那么频繁地被称为非分离免疫测定。
不管使用的方法如何，对免疫测定中产生的信号的解释需要参考模仿样品介质的特性的校准器。对于定性测定，校准器可以由没有分析物的阴性样品和具有被视为是可检测的最低浓度的分析物的阳性样品组成。定量测定需要具有已知分析物浓度的附加校准器。真实样品的测定响应与由校准器产生的测定响应的比较使得有可能就分析物在样品中的存在或浓度而言来解释信号强度。
血液学是内科医学、生理学、病理学、临床实验室作业和儿科学的分支，其涉及研究血液、造血器官和血液病。血液学包括对血液病的病因、诊断、治疗、预后和预防的研究。在研究血液中进行的实验室作业通常由医学技师来执行。血液病影响血液及其组元的生产，比如血细胞、血红蛋白、血蛋白、凝血机制等。
血液测试包括广泛的实验室研究，范围为从凝血因子到各种细胞评价。通常从静脉采集全血样品。根据待进行的测试的数量和类型以及待使用的测试器具，量会有所不同。通常，红血细胞被计数并溶解(分解)，然后测量白血细胞。因为血液会快速地凝结，所以根据待完成的测试(一个或多个)，以溶解剂或抗凝剂来稀释被测量的血液样品。溶解剂分解红血细胞，并允许对白血细胞的计数。稀释在制备用于测试的样品中是重要的步骤，原因有数个。首先，阻凝剂的浓度必须是足够的以用于血液的体积。不充分的稀释可能允许小凝块的形成，其降低细胞计数；过度的稀释可导致细胞收缩或膨胀。被广泛使用的阻凝剂为EDTA(乙二胺四乙酸)和肝素。EDTA常常用于常规细胞计数和血小板计数。肝素抑制凝结而不使红血细胞体积畸变，从而是用于研究白细胞的优选阻凝剂。其次，即使相对较大的血液样品也不提供足够的量来流动穿过用于测量的分析仪。血液必须与稀释剂混合，所述稀释剂将允许细胞均匀地悬浮在足够的液体中，从而以恒定速率流动来用于测量。应该在获得血液样品的三到四个小时内进行计数和其它测试(对于血小板计数在一到两个小时内)。
自动血液学已经在大型实验室中使用了多年。自动技术包括以下：
1. 阻抗原理：这是基于血细胞是差的电导体这一事实的库尔特原理(coulter principle)。库尔特计数器对成一列纵队流动穿过电场中的孔眼的细胞进行计数。当每个细胞穿过孔眼时，电阻抗的增加与细胞的尺寸成比例。细胞均匀地悬浮在稀释剂中，并且悬浮液以恒定速率穿过孔眼。因为这些计数器根据尺寸来在颗粒之间进行区分，所以它们的阈值(通常为孔眼尺寸)可被设定为优选的尺寸极限，取决于待计数的细胞。用于白血细胞计数的稀释是关键的。因为这些细胞小而且众多，所以具有高白血细胞计数的样品可能超过仪器的计数能力，或者可能造成高重合计数，即两个细胞同时穿过孔眼的计数。可能需要增加量的稀释剂来避免这些误差，或者仪器可以为这些误差自动地进行校正。
2. 光学原理：自动***是基于流过式(也被称为流式细胞仪)光学技术，其基于细胞的荧光标记能力来识别细胞。稀释剂中的血细胞穿过孔眼，散射聚焦的光束。细胞以可测量且每个细胞类型独有的方式来衍射(散射)光。精确性可受到重合误差的影响：穿过孔眼的两个细胞可能被测量为一个大细胞(主重合)或者在测量阈值以下的两个颗粒可能被计数为一个细胞(副重合)。在多数情况下，重合因子很小以致不会明显地歪曲计数。大多数仪器自动地为重合误差进行校正。
市场上可买到的用于临床化学的自动分析仪包括以下述商标销售的那些：“ARCHITECT” c16000、“ARCHITECT” c4000和“ARCHITECT” c8000，它们均可从伊利诺斯州的雅培科技园(Abbott Park)的雅培公司购得。市场上可买到的用于免疫测定的自动分析仪包括以下述商标销售的那些：“ARCHITECT” ilOOOSR、“ARCHITECT” i2000SR、“ARCHITECT” i4000SR和“AxSYM”，它们均可从伊利诺斯州的雅培科技园的雅培公司购得。市场上可买到的用于血液学的自动分析仪包括以下述商标销售的那些：“CELL-DYN” 1800、“CELL-DYN” 3200和“CELL-DYN” 3700，它们均可从伊利诺斯州的雅培科技园的雅培公司购得。
用于临床化学的自动分析仪、用于免疫测定的自动分析仪和用于血液学的自动分析仪通常需要以下部件中的一个或多个：
(a) 穿刺工位，在这里样品管的塞子被穿透以允许样品抽吸探针抽吸样品的一部分；
(b) 用于传送样品的自动***，其用于将样品从一个自动分析仪移动至另一个，由此整合自动分析仪；
(c) 抽吸/分配装置，其用于从样品管移除样品并将样品分配到反应容器中；
(d) 血液分离装置，其用于在全血样品已经从样品容器被抽取之后分离血细胞与血浆；
(e) 去盖装置，其用于从样品容器移除盖。
美国专利No. 6,033,355描述了一种离心分离机，其具有多个个体离心分离机装置和自动化装载和/或卸载装置。离心分离机装置中的每个可以被装载和卸载，而不影响其它离心分离机装置的操作。离心分离机装置包括多个转子，其被间隔开并沿着预定路径平移。转子相对于预定路径可旋转地安装，并且转子的旋转平面相对于预定路径大致以直角延伸。
数个其它类型的全血分离技术是可获得的，比如分批式(batch type)离心分离和血清过滤器。
实验室中的测试血液样品使操作者暴露于生物危害，包括悬浮微粒。另外，当操作者从封闭样品管移除塞子时，重复性运动可导致物理性损伤，比如腕管综合症。希望的是开发一种***来降低对操作者的这些风险而不降低吞吐量和测定性能。还希望的是降低操作者对于切割“利刃”隐患的暴露。
测试血液样品的实验室花费大量劳动来对用于血液分析或免疫测定/临床化学测试的样品管进行分类。除了该分类之外，还对用于免疫测定/临床化学测试的样品管执行平衡和离心分离。这些操作使获得结果所需的时间增加至少10分钟或更多，并且可能使STAT样品的测定延迟附加的10分钟。通过将血液分离步骤整合到分析仪***/工作单元中，血液/免疫测定/临床化学测试的整合将降低进行分类、平衡和离心分离所需的劳动，并且明显地降低获得结果所需的时间。希望的是提供一种全自动的方法来处理用于血液/免疫测定/临床化学测试的一个样品管，同时为处理大量样品、及随机和连续取放测定处理、以及STAT样品的分析的大型实验室提供高吞吐量。另外，希望的是以当前产品系列实现这些益处，而无需开发新的分析仪。希望的是开发***来在最低限度变化的情况下用于各种顾客环境，例如实验室。
病人和抽血人员被要求提供两个样品管来用于血液测试和免疫测定/临床化学测试。血液分析/免疫测定/临床化学测试的整合将降低患者忧虑、降低收集样品的成本、降低库存的成本(用以存储多于一个类型的样品管)、并且降低处理固体废物的成本。
用于离心分离机的设计通常是“分批”式设计，需要所有样品管被装载然后分离10分钟(至少)。如果STAT样品在离心分离处理刚开始之后就到达，则STAT样品将被延迟10分钟(至少)。连续取放离心分离机将消除“分批”，以及对于处理STAT样品的任何后续延迟，由此将离心分离所需的时间降低为五(5)分钟。
用于离心分离机的设计通常是针对发达国家中的实验室，在这里电动力、空气调节等是常见的。连续取放离心分离机将提供从除了电源之外的源接收能量的能力，比如手摇曲柄、脚踏车、风车、水车等，由此允许现代离心分离技术在发展中国家中得到执行。
在实验室中测试血液样品需要大量的劳动来对用于血液测试、免疫测定测试或临床化学测试的样品管进行分类。除了该分类之外，还对用于免疫测定测试和临床化学测试的样品管进行平衡和离心分离操作。平衡和离心分离操作使获得结果所需的时间增加至少10分钟或更多。
发明内容
在一个方面，本发明提供了一种新颖的离心分离机。在实施例中的任一个中，样品管可在离心分离机处于运动中的同时被引入到离心分离机中。在所有实施例中，离心分离机包括具有上部部分和下部部分的回转装置。所述回转装置的上部部分具有：用于离心分离操作的多个用于样品管的位置；附接至所述回转装置的上部部分的多个驱动机构；安装在每个驱动机构上的可移动元件，所述可移动元件能够在所述驱动机构被致动时横越所述驱动机构的整个长度或其任一部分；样品管保持组件，其包括样品管保持器和附接至每个可移动元件的轴承；和至少一个平衡元件，其能够有助于力矢量，所述力矢量抵销由所述离心分离机的回转装置的旋转生成的不平衡矢量。所述回转装置的下部部分包括转子线圈和励磁线圈，用于致使回转装置自身的移动。
在将各个样品管与所述离心分离机的回转装置的轴线的距离纳入考量的同时，所述力矢量具有的幅度和方向便于抵销由所述样品管和所述样品管保持器生成的任何不平衡(一个或多个)。
在一个实施例中，离心分离机包括外部平衡盖和内部平衡盖。所述外部平衡盖和所述内部平衡盖，其是同心的，能够围绕所述离心分离机的回转装置的旋转轴线旋转。所述外部平衡盖和内部平衡盖中的每个包括覆盖回转装置的上部部分的平台和从平台下垂的裙状部，所述裙状部垂直于平衡盖的平台。
在另一实施例中，使用平衡重(balancing weight)来平衡所述离心分离机。所述平衡重附接至第一定位机构并由第一定位机构支承，并且所述平衡重和所述第一定位机构的组合进一步附接至第二定位机构并由第二定位机构支承，所述第二定位机构由所述离心分离机的回转装置支承。所述定位机构可沿适当方向移动来移动平衡重，从而抵销由离心分离机的旋转生成的任何不平衡。
在又一实施例中，所述离心分离机包括一组件，其包括至少三个平衡元件。这三个平衡元件可被移动，来抵销由离心分离机的旋转生成的任何不平衡。每个平衡元件包括平衡螺母，所述平衡螺母可沿着导螺杆移动。第一导螺杆在第一轴承内旋转，第二导螺杆在第二轴承内旋转，并且第三导螺杆在第三轴承内旋转。第一导螺杆由被定位在第一导螺杆的与轴承所在之处的端部相对的端部处的步进电动机致动，第二导螺杆由被定位在第二导螺杆的与轴承所在之处的端部相对的端部处的步进电动机致动，并且第三导螺杆由被定位在第三导螺杆的与轴承所在之处的端部相对的端部处的步进电动机致动。
在另一方面中，本发明提供了一种***来整合临床化学分析仪、免疫测定分析仪、和血液分析仪、或前述的任意组合。在一个实施例中，所述***包括至少一个临床分析仪和在前面描述的离心分离机。所述临床分析仪可包括至少一个免疫测定分析仪。替代地，所述临床分析仪可包括至少一个临床化学分析仪。在另一替代方案中，所述临床分析仪可包括至少一个血液分析仪。在又一替代方案中，所述***可包括至少一个免疫测定分析仪、至少一个临床化学分析仪和至少一个血液分析仪的任意组合。
在再一方面中，本发明提供一种***，其可适于开放管取样和封闭管取样。当免疫测定分析仪和临床化学分析仪与血液分析仪整合时，样品管必须被装载成使塞子就位(封闭管***)，因为血液分析仪是通过将管颠倒数次来混合整个血液样品，由此确保血细胞的均匀分布。继抽吸用于血液分析的样品之后，等分试样可从封闭管被吸引，并随后被传递至离心分离机，然后至适当的免疫测定分析仪和临床化学分析仪用于分析。如果免疫测定分析仪和临床化学分析仪未与血液分析仪整合，则样品管可为“开放的”或“封闭的”。如果样品管是“开放的”(塞子被移除)，则所有等分试样以与当前“ARCHITECT”分析仪相同的方式被抽取。如果样品管是“封闭的”(塞子就位)，则塞子在穿刺工位处被穿透并且样品管随后被传递至分析仪用于抽取样品，或者等分试样从封闭管被抽取并随后被传递至免疫测定分析仪和临床化学分析仪用于分析。
在本文中描述的***提供两种选项来从密封样品管抽吸生物样品。在第一选项中，样品管的塞子被切缝，由此允许自动临床分析仪上的标准样品抽吸探针穿过孔管进入塞子并抽吸样品。在第二选项中，通常用于自动血液分析仪的样品抽吸探针穿刺样品管的塞子，抽吸样品，并将样品的一部分分配到开放管中，用于供自动临床分析仪后续使用。
所述***利用常见的阻凝剂，使得适用于自动血液分析仪的样品管也可用于自动免疫测定分析仪和自动临床化学分析仪。在分析之前，可采用用于分离全血样品的组元的数个技术中的任一个。例如，可借助于由超声波能量提供的驻波或借助于涂覆有粘着试剂的磁性颗粒，来分离全血样品的组元。
在本文中描述的***提供自动地处理来自密封样品管的样品并整合血液分析仪、免疫测定分析仪和临床化学分析仪的多个水平。***可被设计成满足顾客的需要。因此，***可被增强或简化，来执行所需功能。
在本文中描述的***降低对操作者的风险，但不降低吞吐量、测定性能，并且不使操作者暴露于由在样品管的塞子中切割开口而导致的切刃。这类风险包括但不限于重复性运动损伤、暴露于生物危害、和暴露于悬浮微粒。
血液测试、免疫测定测试和临床化学测试的整合降低进行分类、平衡和离心分离所需的劳动，并且通过将用于分离血液的步骤整合到含有临床分析仪的***中而明显地降低获得结果所需的时间。在本文中描述的***提供一种全自动方法来处理可被用于血液测试、免疫测定测试和临床化学测试的一个样品管中的一个样品，同时为处理大量样品、采用随机和连续取放测定处理、以及用于STAT样品的测定的大型实验室提供高吞吐量。另外，这些益处可由当前的血液分析仪、免疫测定分析仪和临床化学分析仪实现，比如“ARCHITECT”免疫测定分析仪、“ARCHITECT”临床化学分析仪和“CELL-DYN”血液分析仪，而无需开发新的分析仪。所述***提供多种不同概念来设计各种实验室环境，而无需显著变化。
血液分析、免疫测定、临床化学测试的整合只需一个用于测试的样品管，由此降低患者的忧虑、收集样品的成本、库存的成本(用以存储多于一个类型的样品管)、和处理固体废物的成本。
在本文中描述的离心分离机的连续取放特征消除了由于“分批”导致的延迟，从而消除用于处理STAT样品的任何后续延迟。
在本文中描述的连续取放离心分离机允许离心分离机接收来自比如手摇曲柄、脚踏车、风车、水车等机械源的能量，由此允许现代离心分离步骤在发展中国家中得到实施。
附图说明
除图8、10和14外，所有附图都是示意图。
图1是适合于对样品管的塞子进行切缝的切割刀片的仰视平面图。
图2是图1的切割刀片的侧视图。
图3是图1的切割刀片的前视图。
图4是用于保持可在本文中描述的取样***中使用的多个装置的保持器的仰视平面图。可被保持的装置包括但不限于用于在塞子中切割切缝的装置、用于穿刺塞子的装置、和用于使已经在塞子中切割出的切缝张开的装置。
图5是图4的保持器的等距视图。
图6是用于样品管的塞子的俯视平面图，所述塞子具有通过在图1、2和3中示出的切割刀片形成的切缝。
图7是在图6中示出的塞子的俯视平面图，其中在本文中被称为套筒/套圈的装置已经被***到切缝中。
图8A、8B和8C是适用于在本文中描述的取样***的样品管的侧视立面图。
图9是示意图，示出了用于自动免疫测定分析仪和自动临床化学分析仪的***的俯视平面图，所述***采用了用于在样品管的塞子中切割切缝的模块。图9还示出了用于至少一个免疫测定分析仪的模块、用于至少一个临床化学分析仪的模块、用于至少一个血液分析仪的模块、和用于至少一个离心分离机的模块或用于分离样品的组元的其它装备。应当指出的是：这些模块中的一个或多个可从***移除，取决于实验室的要求。
图10是适用于图9中示出的***的临床分析仪的等距视图。
图11是在本文中描述的离心分离机的一实施例的剖视图。在该实施例中，外部平衡盖和内部平衡盖被采用来抵销由离心分离机生成的不平衡矢量。
图12是示出了在本文中描述的离心分离机的回转装置的上部部分的平面图。
图13是示出了在本文中描述的离心分离机的回转装置的下部部分的平面图。
图14是样品管保持组件的透视图，示出了样品管保持器和轴承。
图15A、15B、15C和15D是侧视图，示出了在本文中描述的离心分离机的操作期间指示样品管的倾斜角度的反射器和发射器-检测器。图15A是示出了处于离心分离机的装载/卸载位置的样品管的侧视图。图15B是示出了离心分离机中倾斜45°角度的图15A的样品管的侧视图。图15C是示出了离心分离机中倾斜90°角度的图15A的样品管的侧视图。图15D是与图15A相同的视图，不同之处在于示出的是处于离心分离机的装载/卸载位置的空样品管保持组件。
图16A是示出了将要接触样品管保持器的钳夹制动器的平面图。图16B是图16A的钳夹制动器的平面图，其中钳夹制动器正接触样品管保持器。
图17A是示出了处于离心分离机的装载/卸载位置的样品管的侧视图。图17B是示出了离心分离机中倾斜45°角度的图17A的样品管的侧视图，其中样品管处于离心分离机的装载/卸载位置与离心分离机的周缘之间。图17C是示出了离心分离机中倾斜90°角度的图17A的样品管的侧视图，其中样品管处于离心分离机的装载/卸载位置与离心分离机的周缘之间，但是比起图17B中的样品管更靠近周缘。图17D是侧视图，示出了处于离心分离机的装载/卸载位置的图17A的样品管。
图18是图11的离心分离机的俯视平面图，其中外部平衡盖的叠覆在内部平衡盖上的部分被剖切。外部平衡盖的周缘部分在图18中可见。
图19A是包括两个定位机构和用于抵消由离心分离机生成的不平衡矢量的平衡重的组件的侧视图。
图19B是图19A的组件的俯视平面图。
图20是在本文中描述的离心分离机的另一实施例的剖视图。在该实施例中，其中的每个都安装在导螺杆上的平衡重被采用来抵消由离心分离机生成的不平衡矢量。
图21是用于监测离心分离机的各种参数的显示器的前视图。
具体实施方式
附图中，在可能范围内，相似零部件具有相同的附图标记。
如本文中所使用的，表达用语“免疫测定分析仪”意指用于借助于免疫测定技术确定样品中的物质的浓度的自动分析仪，所述免疫测定技术即为采用抗体来搜索抗原的技术或采用抗原来搜索抗体的技术。存在三种类型的免疫测定：直接夹持测定、竞争性测定或抗体检测测定。这些类型的免疫测定对本领域的技术人员来说是众所周知的。如本文中所使用的，表达用语“临床化学分析仪”意指借助于采用至少一个化学反应的技术来确定样品中物质的浓度的自动分析仪。化学反应可为免疫化学反应。如本文中所使用的，表达用语“血液分析仪”意指用于确定血液样品的各种参数即对血液样品中的组元进行计数并对血液样品中的组元进行分类的自动分析仪。
如本文中所使用的，术语“模块”意指***的自足式单元，其执行用于支持***的主要功能的特定任务或任务类别。例如，临床分析仪的***可包括但并不局限于以下模块中的一部分：样品抽吸模块、免疫测定分析仪、临床化学分析仪、血液分析仪和离心分离机。***的一给定模块被设计成与***中的与之相关的其它模块一起被使用。
如本文中所使用的，表达用语“反应容器”意指在其中进行生物化学反应的容器。如本文中所使用的，表达用语“收集管”意指在其中收集液体样品的管。液体可为生物流体，比如血液等。如本文中所使用的，表达用语“等分试样管(aliquot tube)”意指含有样品的等分试样的管。等分试样是被用于测试的试样或样品的一部分。试样或样品的等分试样有时被生成于以下时候：当在单个试样或样品上预定了多个测试，并且这些测试在不同仪器上或在测试部门的不同区域中执行。等分试样通过以下方式制备：将试样或样品的一部分转移到一个或多个管中，所述一个或多个管被标记有与试样或样品管相同的识别信息。见McCall等人的Phlebotomy Essentials，第四版，Lippincott Williams & Wilkins (2008: Baltimore, Maryland, USA)，第521-522页，其通过引用并入本文。如本文中所使用的，表达用语“样品管”意指在其中收集样品的管。样品可为生物样品，比如血液等。
如本文中所使用的，表达用语“中央处理器”意指计算机***的执行计算机程序的指令的部分，并且该部分是执行计算机的功能的主要元件。中央处理器顺次执行程序的每个指令，来执行***的基本算术、逻辑和输入/输出操作。在离心分离机的圆周运动期间，加速度是半径与角速度的平方的乘积，并且它在传统上被称为“相对离心力”(替代地在本文中被称为“RCF”)。加速度以由于地球表面处的重力得到的标准加速度“g”的倍数(或דg”)来测量，是由下式给出的无量纲量：
其中
g表示地球的重力加速度，
r表示旋转半径，
N表示旋转速度，以每单位时间的回转数来测量。
应当指出的是：“相对离心力”只与归因于离心分离机的旋转的力有关，而不与归因于地球的重力有关。
如本文中所使用的，表达用语“地心引力(G Force)”意指重力=Fg(单位牛顿)=质量(单位千克)×9.8米/秒2。
如本文中所使用的，表达用语“STAT样品”意指必须立即处理的样品。
如本文中所使用的，跟在物品名称后的用语“(一个或多个)”表明意指的是所述物品中的一个或多个，取决于具体情况。
如本文中所使用的，符号“/”，也称为斜线，表示选项。例如，表达用语“选项1和/或选项2”旨在表示“选项1”或“选项2”或“选项1和选项2两者”。表达用语“套筒/套圈”旨在表示可被称为“套筒”或“套圈”的物品。
如本文中所使用的，表达用语“开放管取样”意指采用没有塞子覆盖样品管的开口的样品管。如本文中所使用的，表达用语“封闭管取样”意指采用有塞子覆盖样品管的开口的样品管。当免疫测定分析仪和临床化学分析仪与血液分析仪整合时，样品管必须被装载成使塞子就位(封闭管***)，因为血液分析仪是通过将管颠倒数次来混合整个血液样品，由此确保血细胞的均匀分布。继抽吸用于血液分析的样品之后，等分试样可从封闭管被吸引，并随后被传递至离心分离机，然后至适当的免疫测定分析仪和临床化学分析仪用于分析。如果免疫测定分析仪和临床化学分析仪未与血液分析仪整合，则样品管可为“开放的”或“封闭的”。如果样品管是“开放的”，则所有等分试样以与当前“ARCHITECT”临床分析仪相同的方式被抽取。如果样品管是“封闭的”(塞子就位)，则塞子在切割工位处被切割并且样品管随后被传递至临床分析仪用于抽取样品，或者等分试样从封闭样品管被抽取，并且等分试样管随后被传递至临床分析仪用于分析。
如本文中所使用的，表达用语“孔针(vent needle)”意指一种薄壁管，其适合于在样品管的塞子中形成开口，并使样品管内的压力与周围大气的压力相等。孔针还用作引导件或护套，来防止样品抽吸探针接触样品管的塞子。
如本文中所使用的，术语“离心分离机”意指这样一种装置，其包括隔间，围绕中心轴线的回转，用以分离不同密度的材料或以离心力模拟重力。如本文中所使用的，术语“回转装置”意指旋转的圆形平台。对于在本文中描述的离心分离机，回转装置是离心分离机的部件。如本文中所使用的，表达用语“回转装置的轴线”、“回转装置的旋转轴线”和类似用语意指回转装置围绕其旋转的直线。“回转装置的轴线”、“回转装置的旋转轴线”和类似用语实际上与离心分离机的中心轴线同义。如本文中所使用的，术语“重量”意指由地球对物体施加的重力，等于物体的质量与重力加速度的局部值的乘积。一般而言，术语“重量”和“质量”在本文中可被互换地使用。如本文中所使用的，表达用语“力”意指趋于在其施加方向上产生物体的加速度的矢量。如本文中所使用的，表达用语“力矢量”意指一个矢量，其表现趋于在力的施加方向上产生物体的加速度的力。
用于血液分析的样品通常是全血。用于免疫测定和临床化学测定的样品通常是血清或血浆。在从样品管抽吸了全血样品之后，全血样品的一部分必须从全血样品中被移除，使得血清或血浆可与该部分分离，来供在免疫测定测试或临床化学测试中的后续使用。
在医学领域，静脉穿刺、静脉扎针或穿刺静脉是获得进入静脉内的权限用于达到静脉内治疗或获得静脉血液样品的目的的过程。该操作由医学实验室科学家、开业医生、一些急救医疗技术人员、陪护人员、抽血人员和其它护理人员来执行。静脉穿刺是最惯常执行的侵入性操作之一，并且被执行出于两个原因：用以获得血液来达到诊断目的，或用以监测血液组元的水平。血液分析是医疗保健站内的临床医生可用的最重要诊断工具之一。其数据依赖于临床环境来解释无数临床体征和症状，并且静脉穿刺的发展技术可促进全面和及时的治疗。
美国和英国的大多数血液收集是以真空管***来完成的(两个常见***是“VACUTAINER”(Becton Dickinson公司)和“VACUETTE”(Greiner Bio-One有限公司))。装备包括塑料针座、皮下注射针和真空管。在某些情形下，可以使用注射器，常常带有蝶形针，其是附接至短针的塑料导管。在发展中国家中，注射器及针仍然是最常见的抽血方法。
血液在其中被传送至实验室的管含有多种不同添加剂或完全没有添加剂。重要的是了解个体实验室需要哪个管来用于哪个测试，因为实验室之间的试剂是不同的，并且可能受到不同添加剂的影响。一般而言，全血有必要与EDTA混合，其与钙形成螯合物来防止它凝结，除非凝结时间是待测量的测试，在该情况下则使用柠檬酸盐。绝大部分生物化学测试是对血清进行的，因此，使用普通采血管(plain tube)或凝血加速器。该凝血加速器可能干扰某些测定，因此，在这些情况下推荐普通采血管，但是结果显然是将被延迟的结果。某些测定还可能需要全血，但是被EDTA干扰，在该情况下，肝素锂是适当的选择。
对于真空管***，针穿刺样品管的塞子，并将可能与管中的添加剂发生接触。因为针是空心针，所以一部分样品可能被携带到下一根管中，从而污染其内容物。最有可能导致问题的添加剂是EDTA，其将影响凝结时间测定，并且通过与样品中的一部分金属离子形成螫合物，可能干扰一部分生物化学结果(尤其是钾)。因此，EDTA样品在多数情况下应该在最后被抽取，而普通采血管首先被抽取。
真空管首先由Becton Dickinson公司在商标名“VACUTAINER”管的名义下进行销售。目前，许多公司销售真空管，因为该装置的专利已属公有。某些型号是一种类型的试管，其包含真空，其将血液自动地抽吸到自身中。管由玻璃或塑料制成。管附接至针和针座。
适用于样品管的典型塞子可借助于万维网上的超文本传输协议在网站bd.com/vacutainer/products/venous/plus_plastic_tubes_docs.asp找到，其通过引用并入本文。前述网站的目录示出了具有各种材料、形状、对样品容器的附接方式和尺寸的塞子。塞子可由比如橡胶或合成聚合材料等材料制成。样品管可由玻璃或合成聚合材料制成。适合于在本文中使用的管和塞子可从新泽西州的富兰克林湖(Franklin Lakes)区的Becton Dickinson公司购得。
图1、2和3示出了切割刀片10，其能够在塞子中形成切缝。切割刀片10具有可被定特性为具有两个端部的长形切口(cut)的形状，所述长形切口设置在类似于“〉”符号的第一切口与类似于“〈”符号的第二切口之间。切缝的一个实施例在下方示出：
“〉”符号的两个腿部之间的角度通常范围为从大约60°到大约120°，优选为90°。“〈”符号的两个腿部之间的角度通常范围为从大约60°到大约120°，优选为90°。“〉”符号的顶点与长形切口的一个端部接触，而“〈”符号的顶点与长形切口的另一端部接触。
图2和3示出了：切割刀片10具有顶尖角度(中心到外侧，且外侧到中心)，来控制塞子的伸展并促进对橡胶和合成聚合材料的有效切割。此外，切割刀片10可配备有至少一个沟槽10a，来保持含有用于润滑的表面活性剂或清洁剂的少量残余清洗缓冲液。在切割操作之前，切割刀片10被清洗。在切割操作期间，切割刀片10被竖直地向下驱动，由此切割穿透样品管的塞子。在切割塞子之前，用于样品管的塞子的检测器将确保：塞子已就位并且就位的塞子是可被切缝的类型。适合于该功能的检测器可从纽约州的锡拉丘兹城(Syracuse)的JADAK Technologies公司购得。借助于管辅助视觉控制软件，这类检测器可检测管高度、管形状、盖的存在或不存在、盖形状。见例如可借助于万维网上的超文本传输协议在网站jadaktech.com/products/machine_vision/MVCS.html访问到的主题，其通过引用并入本文。如果样品管上不存在塞子，或者如果样品管的塞子不是可被切缝的类型，则样品管的塞子将被切割。具有错误类型的塞子的样品管将不被处理。
图4和5示出了适合于保持多个切割刀片10的保持器12。切割刀片保持器12将顺时针(或逆时针，若需要的话)旋转(转位(index))一个位置，使用过的切割刀片10将被旋转到七(7)个可能清洗位置之一，并且清洗过的切割刀片10将被定位在抽吸位置，这时下一样品管被移动就位用于抽吸。在切割刀片10被使用之后，它被清洗以防止样品残留(carryover)造成的污染。为了使吞吐量因切割刀片10的清洗而发生的降低最小化，切割刀片保持器12，其优选为由圆柱形容器16封闭的圆形板14，能够保持多个切割刀片10，使得多于一个的位置可用于充分的清洗。每个刀片10借助于紧固件18附接至圆形板14。如在本文中使用的，术语“位置”是指在切割刀片保持器12的圆形板14上的位置。如果切割刀片保持器12的圆形板14具有例如八个位置，则这八个位置之一将被用于致动切割刀片10来在样品管的塞子中形成切缝，而其它七个位置将被用于清洗切割刀片10。
在清洗操作中，清洗流体将比如作为喷涂物来被分配到切割刀片10的表面上。清洗操作对临床分析仪领域中的技术人员来说是众所周知的。接下来，可借助于真空源来从切割刀片10移除任何残余的清洗流体。该操作可在每个转位位置处重复2～4次，并且重复达到七(7)次，因为八(8)个转位位置中的七(7)个可用于清洗操作。
比如由圆柱形容器16封闭来用于保持切割刀片10的圆形板14等切割刀片保持器12相对于用于单个切割刀片10的保持器提供数个优点。每个切割刀片10必须被清洗，以防止样品残留造成的污染。该清洗操作的持续时间可以超过被分配来满足封闭管取样***的吞吐量要求的时间周期。因此，切割刀片保持器12将允许数个切割刀片10被使用，且同时一个切割刀片10受到清洗以将之置入被再利用的状态。
图6是适合于在本文中使用的样品管的塞子20的俯视平面图。样品管的塞子20的特征在于具有通过切割刀片10形成的切缝22。切缝22与一对活叶24、24'相邻，所述一对活叶24、24'可移动趋向样品管的内部和远离样品管的内部。如图6中示出的，每个活叶24、24'具有梯形形状。每个活叶24、24'包括：(1) 较长边26a、26a'，其附接至塞子20的本体；(2)较短边26b、26b'，其平行于较长边26a、26a'，但是短于较长边26a、26a'；(3)第一边26c、26c'，其连接较长边26a、26a'的一个端部与较短边26b、26b'的一个端部；和(4)第二边26d、26d'，其连接较长边26a、26a'的另一端部与较短边26b、26b'的另一端部。优选地，第一边26c、26c'不平行于第二边26d、26d'。较短边26b、26b'延伸通过塞子20的中心。较长边26a、26a'由虚线指示，活叶24、24'可分别沿着其弯曲。用于形成活叶24、24'的切口可由图1-3中示出的切割刀片10做出。
此外，随着具有切缝塞子20的样品管被传送到每个免疫测定分析仪或临床化学分析仪，在样品管被定位用于抽吸步骤的同时，套筒/套圈30被***到活叶24、24'之间的间隙32中。见图7。该套筒/套圈30使活叶24、24'分开，以在分开的活叶24、24'之间形成大致矩形形状的开口。套筒/套圈30可由耐腐蚀材料制造，比如不锈钢、聚合材料或适合于制造样品抽吸探针的任何其它类型的材料。用于套筒/套圈30的另一种可能材料为刚性PEEK(聚醚醚酮)管，其描述可借助于万维网上的超文本传输协议在网站coleparmer.com/catalog/product_index.asp?cls=6808访问到，其通过引用并入本文。套筒/套圈30具有孔，该孔的尺寸必须大到足以接收样品抽吸探针，但是小到足以使套筒/套圈30的外径能被做得足够小，来使得套筒/套圈30能在施加合理量的力时穿过塞子20的切缝22。套筒/套圈30的形状不是关键的，然而，优选的是：套筒/套圈30的形状是圆柱形的，使得样品抽吸探针能容易地穿过塞子20的切缝22。
套筒/套圈30具有“分开”塞子20中的切缝22的功能，同时样品抽吸探针通过该套筒/套圈30被***到样品管中。套筒/套圈30源于其通过套筒/套圈的孔接收样品抽吸探针的功能而得名。因此，样品抽吸探针不接触塞子20，从而降低样品残留和清洗要求。如本文中所使用的，表达用语“套筒/套圈”的复数形式为多个套筒/套圈。接下来，套筒/套圈30可被清洗或废弃。
如前面提及的，样品抽吸探针被***穿过套筒/套圈30的孔，并抽吸样品的一部分。本质上，分析仪的样品抽吸探针检测和处理样品管的切缝塞子20，如封闭件已经被移除的样品管那样，相应地，不需要修改分析仪。在将套筒/套圈30***到切缝22中之前，用于样品管的塞子20的检测器将确保切缝塞子20是存在的。套筒/套圈30借助于自动化装置被***到切缝22中。如果切缝塞子20不存在，则检测器指示样品管是开放的，并且套筒/套圈30未被使用。在套筒/套圈30被使用之后，它可被清洗，以防止样品残留造成的污染。为了使吞吐量因套筒/套圈30的清洗而发生的降低最小化，可使用与在图4和5中示出的切割刀片保持器12大致类似的套筒/套圈保持器。套筒/套圈保持器能够保持多个套筒/套圈30，使得多于一个的位置可用于充分清洗。如在本文中使用的，术语“位置”是指在套筒/套圈保持器的圆形板上的位置。如果套筒/套圈保持器的圆形板具有例如八个位置，则这八个位置之一将被用于致动套筒/套圈30，来在样品管的塞子20中形成切缝22，而其它七个位置将被用于清洗套筒/套圈30。如切割刀片保持器12那样，套筒/套圈30保持器将顺时针(或逆时针，若需要的话)旋转(转位)一个位置，使用过的套筒/套圈30将被旋转到七(7)个可能清洗位置之一，并且清洗过的套筒/套圈30将被定位在抽吸位置，这时下一样品管被移动就位用于抽吸。
在清洗操作中，清洗流体将比如作为喷涂物来被分配到套筒/套圈30的内表面和外表面上。清洗操作对临床分析仪领域中的技术人员来说是众所周知的。接下来，将借助于真空源从套筒/套圈30的内部和外部移除任何残余清洗流体。该操作可在每个转位位置处重复2～4次，并且重复达到七(7)次，因为八(8)个转位位置中的七(7)个可用于清洗操作。图_示出了这种圆形的套筒/套圈保持器。
用于保持套筒/套圈30的圆形板相对于用于单个套筒/套圈30的保持器提供数个优点。如切割刀片10那样，每个套筒/套圈30必须被清洗，以防止样品残留造成的污染。该清洗操作的持续时间可以超过被分配来满足封闭管取样***的吞吐量要求的时间周期。因此，用于保持套筒/套圈30的圆形板将允许数个套筒/套圈30被使用，且同时一个套筒/套圈30受到清洗以将之置入被再利用的状态。
在典型的切割操作中，在样品管被牢固地保持就位的同时，切割刀片10(或切割刀片10的组)将被下降到样品管的塞子20的顶部。接下来，刀片将被***穿过塞子20，通常达大约1英寸的深度。在切割刀片10撤回时，塞子20将被保持就位，以便保持在样品管中。
用于保持切割刀片10的圆形板14将顺时针旋转(转位)一个位置，使用过的切割刀片10将旋转到七(7)个可能的清洗位置之一，并且清洁过的切割刀片10将被定位在切割位置处，这时下一样品管被移动到该位置。
例如，如果封闭管取样***的吞吐量要求为300个样品每小时，则在一个样品管的塞子20中切割出切缝22所需的时间将为十二(12)秒。因此，将需要十二(12)秒来完成在塞子20中切割切缝22并清洗切割刀片10的操作，以便切割刀片10可用于在下一样品管的塞子20中切割出切缝22。如果塞子20的检测、样品管的对中、样品管的条形码的读取、和在塞子20中切割切缝22需要九(9)秒，则清洗和干燥用于在塞子20中切割切缝22的切割刀片10将需要在三(3)秒(12秒减9秒)内完成。因为用于“ARCHITECT”免疫测定分析仪的样品抽吸探针的当前清洗时间范围为七(7)到十(10)秒，所以为用于在塞子20中切割切缝22的切割刀片10分配三(3)秒的清洗时间将是不够的。因此，由圆形板14提供来保持切割刀片10的多个转位位置将留出充分的时间来清洗不在使用中的切割刀片10。
从血液分析仪取得的磨损数据建议：有必要在约5000次塞子穿刺后更换用于封闭管取样***的孔针。这种程度的磨损产生自由金属制成的孔针与由橡胶制成的样品管的塞子之间的高水平摩擦。对于用于在塞子中切割切缝的机构假定该更换率，则在高容量实验室中每天将需要大量的分析仪维护和停工时间。用于保持切割刀片10例如用于切割塞子的八个切割刀片10的由圆柱形容器16封闭的圆形板14将把更换率提高至约40,000次塞子切割。用于保持切割刀片10的圆形板14的尺寸可被选择为满足特定实验室的维护和样品体积要求。
用于塞子20的切割刀片10被设计得极其尖锐，从而向处理它们的操作者或服务人员提出了显著的安全隐患。用于保持用于在塞子20中切割切缝22的切割刀片10的由圆柱形容器16封闭的圆形板14可以消除这些隐患、为用于在塞子20中切割切缝22的切割刀片10提供容纳空间、并允许操作者对用于在塞子20中切割切缝22的切割刀片10进行维护，由此替换受过训练的服务人员，结果是能实现显著的成本节省和对实验室的便利性。
需要注意的是用于血液测试的样品管与用于免疫测定和临床化学测定的样品管之间的区别。如前面提及的，当免疫测定分析仪和临床化学分析仪与血液分析仪整合时，样品管必须被装载成使塞子就位(封闭管***)，因为血液分析仪是通过将管颠倒数次来混合整个血液样品，由此确保血细胞的均匀分布。继抽吸用于血液分析的样品之后，等分试样可从封闭管被吸引，并随后被传递至离心分离机，然后至适当的免疫测定分析仪和临床化学分析仪用于分析。如果免疫测定分析仪和临床化学分析仪未与血液分析仪整合，则样品管可为“开放的”或“封闭的”。如果样品管是“开放的”(塞子被移除)，则所有等分试样以与当前“ARCHITECT”分析仪相同的方式被抽取。如果样品管是“封闭的”(塞子就位)，则塞子在切割工位处被切割并且样品管随后被传递至分析仪用于抽取样品，或者等分试样从封闭管被抽取并随后被传递至免疫测定分析仪和临床化学分析仪用于分析。
如通过引用并入本文的美国专利No. 7,678,331 B2中描述的，可使用用于上升样品管载体中的样品管的装置来允许样品管的塞子被穿刺组件中的穿刺元件穿刺。在样品管的塞子被穿刺之后，用于从样品管抽吸样品的探针可通过穿刺元件中的孔收集样品在样品管的接收器中。在抽吸样品的一部分之前，孔针被使用来穿刺样品管的塞子。在样品管被牢固地保持的同时，具有专门设计的尖端的孔针被推进穿过塞子，并将样品管的内部暴露于周围环境，由此使得样品管内的压力与大气压相等。接下来，将用于从样品管抽吸样品的一部分的探针***穿过孔针的孔。在样品被抽吸之后，塞子将被保持就位，以便在孔针被撤回的同时保持在样品管中。与穿刺样品管的塞子有关的附加信息可在以下地方找到：在前面通过引用并入本文的美国专利No. 7,678,331 B2的第15栏第31行～第16栏第39行以及第18栏第25行～第19栏第23行；以及在前面通过引用并入本文的美国专利No. 7,678,331 B2的图22、26、27A、27B、27C、27D、28、29和30中。
如用于保持切割刀片10的圆形板14那样，孔针保持器被顺时针旋转(转位)一个位置，使用过的孔针被旋转到七(7)个可能清洗位置之一，并且清洗过的孔针被定位在穿刺位置，这时下一样品管被移动到适当位置。
从血液分析仪取得的磨损数据建议：有必要在约5000次塞子穿刺后更换用于封闭管取样***的孔针。这种程度的磨损产生自由金属制成的孔针与由橡胶制成的样品针的塞子之间的高水平摩擦。对于用于穿刺塞子的孔针假定该更换率，则在高容量实验室中每天将需要大量的分析仪维护和停工时间。用于保持孔针例如八个孔针的圆形板将把更换率提高至约为40,000次塞子穿刺。用于保持孔针的圆形板的尺寸可被选择为满足特定实验室的维护和样品体积要求。
用于塞子的孔针被设计得极其尖锐，从而向处理它们的操作者或服务人员提出了显著的安全隐患。用于保持用于穿刺塞子的孔针的由圆柱形容器封闭的圆形板可以消除这些隐患、为用于穿刺塞子的孔针提供容纳空间、并允许操作者对用于穿刺塞子的孔针进行维护，由此替换受过训练的服务人员，结果是能实现显著的成本节省和对实验室的便利性。
图8A、8B和8C分别示出了适用于在本文中描述的***的数种样品管40a、40b和40c。样品管40a、40b和40c中的每个分别具有不同类型的塞子42a、42b和42c。然而，其它类型的样品管也可用于在本文中描述的***。在本文中描述的该设备和方法被设计成以与具有可刺穿塞子的“VACUTAINER”样品管相当或类似的样品管发挥功能。
取样***
图9示出了一种构造的封闭管取样***100，其能够采用：包括至少一个免疫测定分析仪的至少一个免疫测定处理模块102；包括至少一个临床化学分析仪的至少一个临床化学处理模块104；包括至少一个血液分析仪的至少一个血液模块106；用于在样品管的塞子中切割切缝的至少一个模块108；和用于由给定实验室指定的功能比如离心分离、从样品分离组分的其它手段的至少一个模块110。至少一个免疫测定处理模块102包括局部样品处理机102a和清洗工位102b。至少一个临床化学处理模块104包括局部样品处理机104a和清洗工位104b。至少一个血液模块106包括局部样品处理机106a和清洗工位106b。尽管图9示出了三种不同类型的临床分析仪，但是应该明白的是：不是每种构造的取样***都需要在每个***中使用所有三种类型的临床分析仪。例如，可单独采用每种类型的分析仪，或者可一起采用任何两种不同类型的分析仪，或者可一起采用所有三种类型的分析仪。另外，在图9中示出的***储备空间来用于辅助部件，比如：用于样品管的卸载机112；等分试样管装载器114；用于样品管载体中的样品管的多个位置116a、116b等；和用于将样品管转移至各个处理模块和存储样品用区域的轨道或输送带118。
具有塞子并且受到离心分离的样品管借助于样品管载体110被引入到封闭管取样***100中。自动化样品处理机(未示出)将STAT样品的载体的优先级排在常规样品的载体之前。
现在参考图10，自动化样品处理机120是一种转移***，其被用于装载校准器、控制装置、患者样品(如有必要)、和试剂，并将它们提供至包括至少一个自动临床分析仪的***的处理模块(一个或多个)。自动化样品处理机120允许随机和连续的取放来执行装载和卸载功能，以及定位样品来用于自动重新测试。样品可被定位在用于常规或优先处理的两种类型的隔间中。再次参考图10，自动化样品处理机120包括：用于允许取放自动化样品处理机120的部件的盖122；用于提供用于控制自动化样品处理机120的局部用户界面的键区124；用于读取样品和样品管载体的识别标记的条形码读取器126；用于定位用于优先处理的样品的优先隔间128；用于定位用于常规处理的样品的常规隔间130；用于定位用于样品抽吸探针的载体的载体***132；用于将样品管载体从隔间128、130转移至载体***132并将样品管载体从载体***132返回至隔间128和130的载体转移装置134。
用于样品管载体的条形码读取器126读取样品管上的条形码标签和样品管载体上的条形码标签。用于试剂载体的条形码读取器(未示出)读取试剂瓶上的二维条形码标签。用于样品管载体的载体转移装置将样品管载体从装载隔间128和130转移至用于抽吸样品的区域，并将样品管载体返回至装载隔间128和130。用于试剂载体的载体转移装置(未示出)将试剂载体从试剂装载区域(未示出)转移至试剂回转装置(未示出)，并将试剂载体返回至试剂装载区域。
与前面描述的自动化样品处理机有关的附加详情可在通过引用并入本文的美国专利No. 7,458,483中找到。
在封闭管取样***中，条形码读取器读取样品管上的条形码。检测样品管上的塞子20的存在(如果有的话)，并且如果塞子20存在的话，则切割刀片10在样品管上的塞子20中切割切缝22(若需要)。切割切缝并非总是所需的。在某些情形下，可以在将样品管装载到***上之前已移除塞子。这类情形包括但不限于在可能需要塞子20被移除的不同***上进行测试。
由切缝塞子20封闭的样品管被传递来用于测试、被保持来用于重新测试，若需要的话，然后如果且当结果指示不需要重新测试，则可供卸载。当具有切缝塞子20的样品管被运输至免疫测定分析仪102或至临床化学分析仪104、并且在样品管上检测到塞子20时，将套筒/套圈30(在图9和10中未示出)***到切缝22中，同时将样品管定位成用于抽吸样品的步骤。在套筒/套圈30在用于抽吸样品的步骤中被使用之后，套筒/套圈30被清洗以防止由于样品的残留而对样品或样品抽吸探针或两者的污染。本质上，分析仪的样品抽吸探针如“开放的”样品管那样来处理具有切缝塞子20的样品管，结果是不需要修改使用开放管的市售分析仪。
“开放插管”封闭管取样设计，其被合并到“CELL-DYN” Sapphire?血液分析仪(可从雅培公司购得)中，可被合并到在本文中描述的***中。见例如：在前面通过引用并入本文的美国专利No. 7,678,331 B2的第15栏第31行～第16栏第39行以及第18栏第25行～第19栏第23行；以及在前面通过引用并入本文的美国专利No. 7,678,331 B2的图22、26、27A、27B、27C、27D、28、29和30中。在该设计中，样品管上的塞子未被切缝。相反，封闭管取样模块的条形码读取器读取样品管的条形码、检测样品管上的塞子的存在、并以定制设计的孔针穿透塞子(若需要的话)。孔针具有用于接收样品抽吸探针的长形孔。可使用的样品管的类型不像适合于在图9和10中示出的实施例的样品管那样有限。在孔针被嵌入塞子中的同时，被称为“开放插管”的样品抽吸探针***到孔针的孔中，由此穿过塞子，从而允许抽吸样品。不能对所有类型的样品管实施在塞子20中切割切缝22，因为切割刀片10可能具有大于塞子20的弹性部分的直径的宽度。“开放插管”设计与市售样品管的大多数类型兼容，包括使用具有具有小直径的弹性部分的塞子的那些样品管。
与在图4和5中示出的圆形板大致类似的圆形板可被使用来在用于清洗孔针的操作期间保持孔针。对于用于保持切割刀片10和套筒/套圈30的圆形板14描述的益处也适用于用于保持孔针的圆形板，相应地，用于保持孔针的圆形板相对于用于清洗单个孔针的保持器提供以下优点：(a) 降低吞吐量的减小并且允许用于清洗的时间增加；(b) 可消耗物品的寿命得到增加(40,000次穿刺而不是5,000次)；和(c) 通过容纳尖锐物品而增强操作者的安全性。
根据封闭管取样***的另一实施例，部件包括至少一个免疫测定分析仪、至少一个临床化学分析仪、和用于从样品管抽吸样品的至少一个样品管抽吸模块。操作者借助于样品管载体来装载具有塞子的样品管，并且自动化样品处理机将保持STAT样品的样品管载体的优先级排在保持常规样品的样品管载体之前。样品管未经受离心分离或任何其它分离技术。封闭管取样模块的条形码读取器读取样品管上的条形码、检测样品管上的塞子的存在(如果有的话)，并且如果存在塞子的话，穿刺元件穿刺样品管上的塞子(若需要的话)或者切割刀片在塞子中切割切缝(若需要的话)。在该实施例中，样品管抽吸模块将指定体积的样品转移至等分试样管。然后可卸载样品管载体。等分试样管中的样品被传递用于测试、被保持用于重新测试、然后如果且当结果指示不需要重新测试时被废弃。操作者可借助于个体样品杯来装载具有小体积的样品。需要操作者与***的交互来用于在用于STAT样品的位置处对样品的正识别。因为样品杯通常不具有条形码，所以操作者需要输入一定数据来确保从样品管被吸出的样品是测试所定好的样品(即，样品的正识别)。特殊装载区域被用于STAT样品，以便绕过通常与常规样品处理相关联的队列。
对于测定的校准是借助于局部样品处理机在分析仪处进行的。局部样品处理机是一种装置，例如小型回转装置，用于在每个临床分析仪处装载和卸载样品。局部样品处理机通常被用于STAT样品、控制装置、校准器。该实施例的优点是：用于样品的等分试样管是“开放的”样品管，结果是不需要对市售分析仪的修改。
血液分离技术可被选择和使用来整合血液分析仪(一个或多个)、免疫测定分析仪(一个或多个)和临床化学分析仪(一个或多个)，由此一个样品收集管可被用于所有三个方面的测试，由此提供具有显著优点的实验室并减少用以对样品、离心分离机样品进行分类和并将样品分配至适当分析仪(一个或多个)所需的劳动。
根据一种用于分离血细胞与血清或血浆的分离技术，可被磁性地吸引的颗粒涂覆有粘着试剂，比如凝集素，其是结合至细胞壁的糖结合蛋白质。当这些颗粒被添加至全血样品时，这些颗粒立即(即，在大约两(2)分钟内)与细胞结合，并且随后，这些细胞可借助于磁性吸引与血浆分离。该分离技术已经显示是有效的，即，该分离技术移除99.99%的红血细胞并移除92.14%的白血细胞。
根据另一种用于分离血细胞与血清或血浆的分离技术，驻波型超声波(1.5-2.0MHz、12伏特峰到峰)可被使用来分离全血样品内的组分。超声波能量可被施加至等分试样管中的全血样品。通过超声波的波节与波峰之间的密度来分离细胞与血浆，即，具有最高密度的红血细胞在驻波的波节处与血浆分离，而具有最低密度的脂质在驻波的波峰处分离。具有不同密度的细胞将被分配在驻波的波节与波峰之间。该血液分离技术或替代的血液分离技术也可被使用来整合血液分析仪(一个或多个)、免疫测定分析仪(一个或多个)和临床化学分析仪(一个或多个)，由此一个样品收集管可被用于所有三个方面的测试。
在前述可被磁性地吸引的颗粒技术和驻波型超声波技术被完美化之前，离心分离将通常被使用来在实施免疫测定和临床化学测试之前处理生物样品。
连续取放离心分离机
图11-21示出了借助于离心分离来处理生物样品的***。在图11-21中，除非另有指明，各多个相同部件中只有一个将接收附图标记。例如，如果示出了二十五个导螺杆，则这二十五个导螺杆中只有一个将接收附图标记。现在参考图11，离心分离机200包括具有上部部分204和下部部分206的回转装置202。图12示出了回转装置的上部部分204具有多个位置来用于样品管进行离心分离操作。假定离心分离步骤具有5分钟的持续时间，则将需要二十五(25)个位置来制备300个样品每小时。
图13示出了安装在回转装置202的下部部分206上的多个转子线圈208。三十六(36)个转子线圈在图13中示出。图13示出了围绕回转装置202的下部部分206的周缘安装的多个励磁线圈212。二十四(24)个励磁线圈在图13中示出。转子线圈是一种装置，其中通过穿过磁场的运动来感应出电能。转子线圈位于电机的旋转部分(被称为转子)上。励磁线圈是一种装置，其提供磁场，转子在该磁场内移动。励磁线圈212(或永久磁体)位于电机的固定部分(被称为定子)上。转子线圈208和励磁线圈212的前述***类似于交流发电机，其是一种将机械能通过电磁感应转换为交流(AC)电能的发动机。在图11中示出的还有：电动机214，其用于旋转用于旋转回转装置202的轴216；和轴216中的孔218，其用于容纳辅助部件，所述辅助部件被使用来增强离心分离机200的性能。
在图13中示出的实施例中，固定的场可通过电磁体的使用来得到调节。替代地，在图13中示出的实施例中，可通过永久磁体的使用来固定场。任一替代方案都适合于在本文中描述的离心分离机。
可围绕用于离心分离机转子的层叠烧结铁芯缠绕多个环。环通常由十六或十四个标准线制成，并且每个线圈通常包括200个环。适合于在本文中使用的定子磁体可具有1/2英寸×1/2英寸×1/2英寸的尺寸，具有N42或N52额定值。见例如可借助于万维网上的超文本传输协议在网站kjkmagnetics.com/proddetail.asp?prod=BX8X8X8%2DN52访问到的主题，其通过引用并入本文。可被使用来运行离心分离机200的回转装置202的直流电机、交流电机、转换器和各种类型的机械的描述可在以下文献中找到：THE WAY THINGS WORK, Volume 2, Simon and Schuster (New York: 1971), pages 506-517，其通过引用并入本文。本领域的技术人员将能够使用这些描述来开发适合于在本文中描述的离心分离机200的回转装置202。
现在参考图12，附接至回转装置202的上部部分204是多个导螺杆230，每个导螺杆230限定出用于样品管的路径。再次参考图11，导螺杆230由一种配置驱动，该配置包括：传动箱232；第一圆形轴承(未示出)；用于驱动传动箱232的步进电动机236；用于支承环形齿轮240的第二圆形轴承(未示出)；用于驱动环形齿轮240的步进电动机242；用于支承驱动齿轮248的支柱(未示出)和轴承(未示出)；和多个导螺杆齿轮250。每个导螺杆齿轮250与特定导螺杆230相关联。支柱(未示出)可为传动箱232的铸造特征、或螺纹件、铆钉、或从传动箱232的最靠下部分径向地伸出的其它紧固件。支柱在环形齿轮240的紧下方。与支柱相关联的轴承处于驱动齿轮248内，并环绕支柱使得驱动齿轮248的齿同时与环形齿轮240的底部上的齿和所选导螺杆齿轮250上的齿啮合。
传动箱232借助于第一圆形轴承(未示出)附接至回转装置202。齿轮齿被加工在传动箱232的顶部上，处于其周缘处。传动箱232由步进电动机236旋转。附接至传动箱232的是第二圆形轴承(未示出)，其支承环形齿轮240。齿轮齿被加工在环形齿轮240的底部上和周缘上。环形齿轮240由步进电动机242驱动。传动箱232和环形齿轮240可彼此独立地旋转。附接至传动箱232的是支柱(未示出)和轴承(未示出)，其支承驱动齿轮248。齿轮齿被加工在驱动齿轮248上，并且当特定导螺杆齿轮250被选择时，这些齿轮齿与环形齿轮240的底部并与导螺杆齿轮250之一的顶部啮合。未示出的部件对本领域的技术人员来说是众所周知的，并且在本文中描述的传动机构可借助于市售部件由本领域技术人员轻松地构造。
安装在每个导螺杆230上的是导螺杆螺母252，其能够在导螺杆230被致动时横越导螺杆230的长度。借助于扭转弹簧256附接至每个导螺杆螺母252的是用于保持样品管的组件258，在以下称为样品管保持组件258。样品管保持组件258包括样品管保持器260和轴承262。如图14中示出的，轴承262具有外套圈262a和内套圈262b。外套圈262a和内套圈262b由滚珠轴承262c分离。每个样品管保持器260被支承在轴承262中，由此在装载/卸载位置处的制动器可防止样品管旋转同时回转装置202持续旋转，甚至是以全速)，由此允许与离心分离机200相关联的机器人进行的更可靠的拾取和放置操作。
操作中，通过借助于步进电动机236旋转传动箱232来“选择”导螺杆齿轮250。如此选择的导螺杆齿轮250驱动与之相关联的特定导螺杆230。该移动使驱动齿轮248的齿与所选导螺杆齿轮250的齿啮合。因为驱动齿轮248的齿总是与环形齿轮240的齿啮合，所以借助于环形齿轮步进电动机242对环形齿轮240的旋转将使驱动齿轮248和所选导螺杆齿轮250旋转。所选导螺杆齿轮250的旋转使所选导螺杆230旋转，由此移动安装在所选导螺杆230上的导螺杆螺母252。
现在参考图15A、15B、15C和15D，每个样品管保持组件258包括反射器(一个或多个)264，用于反射由发射器-检测器266发射的信号。发射器-检测器266可为使用发光二极管的类型，在本文中被替代地称为“LED发射器-检测器”。发射器-检测器266被定位成使得能够检测样品管保持器260上的反射器。样品管保持组件258的位置可借助于反射器(一个或多个)264和发射器-检测器266得到检验。发射器-检测器266发射一束光。当样品管保持器260平行于回转装置202的轴线时，从发射器-检测器266发射的光束从反射器264得到反射。当样品管保持组件258被倾斜到一定程度使得反射器264不被从发射器-检测器266发射的光束射入时，从发射器-检测器266发射的光束不从反射器264得到反射。
被定位在样品管保持器260与发射器/检测器266之间的反射器264可被使用来检验从样品管保持器260的竖直位置起的各种倾斜。反射器(一个或多个)在样品管保持器260上被定位使得45°位置标签只在样品管保持器260倾斜45°角度时为45°LED发射器-检测器266提供反射性表面。此外，90°反射器(一个或多个)264只在样品管保持器260处于90°位置时为90°LED发射器-检测器266提供反射性表面。因此，当样品管保持器260倾斜指定角度时，可检验样品管的倾斜角度。适合于在本文中使用的发射器-检测器266可被购买到，并借助于万维网上的超文本传输协议在网站vishay.com/docs/83795/tcnd5000.pdf有进一步描述，其通过引用并入本文。
在本文中描述的离心分离机200中，导螺杆230具有细牙螺纹并且螺纹具有足够小的螺旋角度，使得与具有粗牙螺纹的大致类似的导螺杆相比，需要较小量的扭矩来移动和维持导螺杆螺母252的位置。为了使导螺杆螺母252移动给定距离，与具有粗牙螺纹的大致类似的导螺杆相比，具有细牙螺纹的导螺杆230需要附加的旋转，然而，由导螺杆螺母252在某一时间周期中实现的导螺杆230的横越长度是无关紧要的。而且，具有细牙螺纹的导螺杆230的使用实际上提供了导螺杆螺母252的更精确的位置调节。此外，在导螺杆的制造材料为相同硬度的情况下，具有细牙螺纹的导螺杆230比具有粗牙螺纹的导螺杆更强。该强度的增加在拉伸模式和剪切模式两者中都能找到，原因是具有细牙螺纹的导螺杆的稍大的小直径和稍大的拉伸应力面积。
在图11中示出的磁力制动器270被设计成在样品管保持器260位于回转装置202的中心处时与每个样品管保持器260的底部对准。适合于在本文中使用的磁力制动器270进一步借助于万维网上的超文本传输协议在网站kjmagnetics.com/proddetail.asp?prod=D44%2DN52有描述，其通过引用并入本文。磁体被附接至每个样品管保持器260的最靠下部分。突出穿过离心分离机200的回转装置202的下部部分206中的开口的竖直取向杆272支承固定的磁力制动器270。磁力制动器270可使用永久磁体或电磁体。另外，为了容纳竖直取向杆272，电动机214的轴216具有穿过其中形成的孔218。
磁力制动器的一种替代是钳夹制动器280，在图16A和16B中示出。钳夹制动器280是螺线管驱动或电动机驱动的装置，其在样品管位于样品管保持器260中时环绕样品管，具有用于控制施加至样品管保持器260的夹持力的弹簧282a、282b。弹簧282a、282b的使用确保只有由弹簧282a、282b直接地提供的力作用在样品管保持器260上，而不是由螺线管或电动机驱动的非弹性夹持臂284a、284b直接地提供的力。因此，由螺线管或电动机驱动的非弹性夹持臂284a、284b的移动需要少量的超行程来压缩弹簧282a、282b抵靠样品管保持器260。在设计钳夹制动器280时，非弹性夹持臂284a、284b对物体的直接夹持需要非弹性夹持臂284a、284b的精确移动和放置以及精确量的压力。过大的压力可能损坏由钳夹制动器280的非弹性夹持臂284a、284b保持的物体。相反，在设计采用弹簧压缩来允许超行程的钳夹制动器280时，借助于弹簧282a、282b对给定物体的直接夹持需要比借助于与非弹性夹持臂284a、284b的直接接触对物体的夹持更少的精度，由此提供更可预测的夹持力，从而降低过大压力的可能性并消除被夹持物体的损坏。
当被致动时，制动器(无论是磁力制动器270还是钳夹制动器280)都防止内套圈262b与外套圈262a(其以与离心分离机200的回转装置202一样的速度旋转)一起旋转。
样品管保持器260的轴承262允许样品管保持器260在离心分离机200的回转装置202旋转时以离心分离机200的回转装置202的操作速度进行旋转。然而，该情况不是优选的。因为样品管保持器260附接至离心分离机200的回转装置202，样品管保持器260以与离心分离机200的回转装置202一样的速率旋转。轴承262的外套圈262a可连接至样品管保持器260。外套圈262a与离心分离机200的回转装置202一起旋转。内套圈262b通过低摩擦轴承262c与外套圈262a分离。轴承262的内套圈262b可与样品管保持器260连接或一体化。因为内套圈262b和外套圈262a通过低摩擦轴承262c而分离，所以内套圈262b不必与外套圈262a一起旋转。此外，内套圈262b和磁力制动器270具有界面，或者内套圈262b和钳夹制动器280具有界面。因此，内套圈262b和样品管可被磁力制动器270或钳夹制动器280维持在固定位置，而外套圈262a与离心分离机200的回转装置202一起旋转。
与每个导螺杆230相关联的是轨道290，样品管保持组件258即样品管保持器260和轴承262沿着其行进。用于引导样品管保持组件258的轨道290包括两个并联的引导件292、294。引导件292、294由耐腐蚀的材料例如不锈钢、聚合材料制成。并联的引导件292、294之间的距离足以容纳轮296，但并未大到使得轮将为使轮生成有必要被抵销的不平衡的这种尺寸。为此，可为圆柱形滚柱轴承的轮296应该尽可能小，并由轻重量的材料构造而成。轮296即圆柱形滚柱轴承可借助于销、螺栓或铆钉附接至样品管保持器260。轮296可为微型的密封的轴承，在其中心具有孔眼，由此轮260可借助于前述销、螺栓或铆钉接合至样品管保持器260。见例如：可借助于万维网上的超文本传输协议在网站impactbearing.com/miniature_bearing_instrument.html访问到的主题，其通过引用并入本文，用于适合于在本文中使用的微型的密封的轴承；和可在万维网上借助于超文本传输协议在网站globalspec.com/FeaturedProducts/Detail/Lantec/SRBN219083_Ring_Bearing/154851/0?FromSpotlight=1访问到的主题，其通过引用并入本文，用于适合于在本文中使用的微型的密封的轴承。
如图17A、17B、17C和17D中示出的，轨道290具有四个部段290a、290b、290c和290d。第一部段290a从竖向起倾斜一定角度，通常为45°。第二部段290b垂直于回转装置202的轴线。第三部段290c从竖向起倾斜一定角度，通常为45°。第四部段290d垂直于回转装置202的轴线。应当指出的是：第一部段290a的倾斜角度和第三部段290c的倾斜角度不必倾斜为45°的角度。当样品管保持组件258处于第二部段290b中时，样品管保持器260从竖直位置起倾斜45°的角度。当样品管保持组件258处于第四部段290d中时，样品管保持器260垂直于回转装置202的轴线。样品管保持器260的倾斜角度产生自在样品管保持组件258上作用的离心分离机200的回转装置202的旋转运动。
最靠近离心分离机200的回转装置202的中心的轨道290的初始部段290a提供样品管保持器260与磁力制动器的快速接合或脱离接合，由此防止样品管以回转装置202的旋转速度进行旋转。与轨道290的初始部段290a相邻的轨道290的下一部段290b为样品管和样品管保持器260提供从竖直位置起的45°的固定倾斜角度。轨道的下一部段为样品管和样品管保持器260提供从竖直位置起的45°的倾斜角度向从竖直位置起的90°的倾斜角度的过渡。
图17A、17B、17C、17D示出了二十五(25)个样品管保持器260之一的多个角位置：装载位置(从竖直位置起0°)、从竖直位置起45°(初始分离)、从竖直位置起90°(最终分离)、和卸载位置(从竖直位置起0°)。研究已经表明：在样品管保持器260从竖直位置起倾斜90°角度时的最终分离之前进行样品管保持器260从竖直位置起倾斜45°角度时的初始分离会明显地降低从血清或血浆分离血细胞所需的时长。
每个样品管保持组件258通过扭转弹簧300附接至导螺杆螺母252。扭转弹簧300附接至样品管保持组件258的轴承262。该扭转弹簧300围绕圆柱形铰链销缠绕，所述圆柱形铰链销允许样品管保持组件258在导螺杆螺母252上枢转。该扭转弹簧300将样品管保持组件258偏置至竖直位置，但是扭转弹簧300的力在样品管保持组件258移动离开离心分离机200的旋转回转装置202的中心时容易地被离心力克服。见例如可借助于万维网上的超文本传输协议在网站leespring.com/int_ learn_torsion.asp访问到的主题，其通过引用并入本文。
扭转弹簧302和垂直铰链304协同操作来打开和关闭允许样品管自由出入样品管保持器260的门306。当门306关闭时，不能自由出入样品管保持器260。当门306被附接至导螺杆螺母252的杆308推开时，能够自由出入样品管保持器260。当门306打开时，导螺杆螺母252可移动，由此样品管保持组件258可被移动。当样品管被***到样品管保持器260中时，门306是打开的。当样品管未被***到样品管保持器260中时，门306是关闭的。
防护罩310，其通常由非腐蚀性片状金属制成，环绕每个样品管、样品管保持器260、导螺杆230和导螺杆螺母252，由此使样品管彼此分离并允许开放的样品管经受离心分离。垂直铰链304和扭转弹簧302是该防护罩310的一部分。
随着处于其样品管保持器260中的样品管移动趋向回转装置202的中心，覆盖防护罩310的端部的门306被遇到。门306借助于与门306的铰链304相关联的扭转弹簧302被弹性偏置至关闭位置。处于其样品管保持器260中的样品管可以借助于其朝向回转装置202的中心的移动来推开门306。然而，该推动作用趋于使样品管保持器260倾斜离开竖直位置。因此，附接至导螺杆螺母252的端部的杆308推开门306，同时将处于其样品管保持器260中的样品管维持在垂直取向。
现在参考图11和18，叠覆在回转装置202的上部部分204上的是内部平衡盖320和外部平衡盖322。内部平衡盖320形成用于回转装置202的紧配合覆盖件。外部平衡盖322装配在内部平衡盖320之上。如本文中所使用的，表达用语“平衡盖”意指叠覆在离心分离机200的回转装置202上的可旋转装置，该装置能够至少有助于一矢量，该矢量抵销由离心分离机200的回转装置202的旋转所生成的矢量。每个平衡盖320、322可围绕离心分离机200的回转装置202的旋转轴线旋转。内部平衡盖320包括覆盖回转装置202的上部部分204的平台324和从平台324下垂的裙状部326，所述裙状部326垂直于内部平衡盖320的平台324。外部平衡盖322包括覆盖内部平衡盖322的平台324的平台328和从平台328下垂的裙状部330，所述裙状部330垂直于外部平衡盖322的平台328。内部平衡盖320的裙状部326的弧形部分，例如从大约90°～大约180°，优选为120°，被构造成比内部平衡盖320的其余弧形部分重。类似地，外部平衡盖322的裙状部330的弧形部分，例如从大约90°～大约180°，优选为120°，被构造成比外部平衡盖322的其余弧形部分重。每个裙状部326、330的较重的弧形部分提供重量，该重量被用于生成用以平衡离心分离机200的力矢量。实际上，每个平衡盖320、322的裙状部326、330的较重弧形部分分别提供不对称的重量，其可被使用来生成矫正力矢量，在相同平面中，但是与使离心分离机200失去平衡的矢量的方向相反。当不能检测到不平衡矢量时，内部平衡盖320的裙状部326的较重弧形部分和外部平衡盖322的裙状部330的较重弧形部分可彼此分离180°，来抵销它们的不对称重量的影响。因为内部平衡盖320的裙状部326比外部平衡盖322的裙状部330更靠近回转装置202的轴线，所以优选的是：内部平衡盖320的重量略大于外部平衡盖322的重量。
第一组轴承340介于回转装置202的上部部分204与内部平衡盖320的平台324之间。第二组轴承342介于内部平衡盖320的平台324与外部平衡盖322的平台328之间。适于此目的的轴承包括但不限于滚珠轴承、滚柱轴承，例如圆柱形滚柱轴承。见例如可借助于万维网上的超文本传输协议在网站globalspec.com/Featured Products/Detail/Lantec/ SRBN219083_Ring_Bearing/154851/0?fromSpotlight=1访问到的主题，其通过引用并入本文。
第一步进电动机344被提供来旋转外部平衡盖322。第二步进电动机346被提供来旋转内部平衡盖320。
第一组轴承340允许内部平衡盖320的平台324在回转装置202的上部部分204上方的平面中旋转。第二组轴承342允许外部平衡盖322的平台328在内部平衡盖320的平台324的平面上方的平面中旋转。
尽管内部平衡盖320随着回转装置202旋转而旋转，但是内部平衡盖320仍然可相对于回转装置202移动小的增量，如平衡技术所需的。同样，尽管外部平衡盖322随着回转装置202旋转而旋转，但是外部平衡盖322仍然可相对于内部平衡盖320移动小的增量，如平衡技术所需的。
当内部平衡盖320的较重弧形部分被定位与外部平衡盖322的较重弧形部分相距180°时，内部平衡盖320的较重弧形部分的影响抵销外部平衡盖322的较重弧形部分的影响。随着内部平衡盖320的较重弧形部分的位置相对于外部平衡盖322的较重弧形部分的位置发生改变，即从180°至不同的角度例如120°，力矢量被生成。该力矢量为这样一种幅度和方向，以便抵销由样品管和样品管保持器260的重量以及其与离心分离机200的回转装置202的轴线的距离的组合效应产生的任何不平衡(一个或多个)。
现在参考图13，电源、中央处理器、和无线通信***比如WiFi 802.11、蓝牙 802.15.1或SimpliciTI 802.15.4等可位于离心分离机200的回转装置202的下部部分206上的区域350中。电动机(未示出)可被定位回转装置下方。用于测量回转装置202的每分钟转数的传感器352被定位在轴216的轴承354上。描述适用于在本文中描述的离心分离机的光学传感器可被如何设置的参考文献是：Instruction Manual for the Optical RPM Sensor, Document Version 2.2, Eagle Tree Systems, LLC, (2006), 第1-4页，其可借助于万维网上的超文本传输协议在网站eagletreesystems.com访问到，其通过引用并入本文。随着离心分离机旋转，它借助于磁感应生成其自身的多相AC(交流)电力。
振动传感器(未示出)可安装在轴216的轴承354上。振动传感器将小的机械移动即振动转换成电信号，其可被解释来确定不平衡发生的地方以及不平衡的幅度。振动数据由离心分离机200的中央处理器收集和分析。然后，可计算力矢量来抵消不平衡。力矢量的特征在于方向(旋转的360°内)和幅度。通过使用平衡盖320、322的较重部分的重量(一个或多个)、分别用于旋转平衡盖320、322的步进电动机344、346的移动、导螺杆230的移动、以及电动机步长与旋转程度的比值的先验知识，矫正力矢量可被计算出，并且平衡盖320、322中的至少一个可被移动到适当的位置(一个或多个)。该方式的移动可以是连续的或半连续的，例如每秒一次。通常，振动传感器被连续地监测，并且新的不平衡矢量每秒(1秒)被测量，并且新的平衡矢量每秒(1秒)被计算。振动传感器可为压电加速计。描述振动传感器是如何操作的参考文献可在以下参考文章中找到，所有这些参考文献都通过引用并入本文：
(a) Balancing machine - Wikipedia，自由的百科全书，其可借助于万维网上的超文本传输协议在网站en.wikipedia.org/wiki/Balancing_machine访问到，其通过引用并入本文。
(b) Accelerometer - Wikipedia，自由的百科全书，其可借助于万维网上的超文本传输协议在网站en.wikipedia.org/wiki/Accelerometer访问到，其通过引用并入本文。
(c) Vibration Sensors - hoffman-balancing.com，其可借助于万维网上的超文本传输协议在网站hofmann-balancing.com/products/vibration-sensors.html访问到，其通过引用并入本文。
回转装置202的主要部件通常由压铸铝制成。较轻重量的材料可被考虑用于样品管保持器260、轴承和导螺杆230，因为这些部件将暴露于最高的地心引力(1500 Gs)。这些部件将不会经受过大的机械应力，因为它们重量较轻。较轻重量的材料的重量以及回转装置202的重量应该被选择成使得样品管和样品管保持器260的组合重量小，或许甚至是可忽略的，这是与旋转的回转装置202的重量相比。这种选择方式将简化平衡离心分离机200的任务。当选择样品管和样品管保持器260的个体重量时，应该将样品管和样品管保持器260将与回转装置202的轴线相距的各距离纳入考量。
在密封(或未密封)的样品管被***到离心分离机200中的样品管保持器260中之后，样品管从回转装置202的中心向外移动，并停止在样品管从竖向起倾斜45°角度的径向位置处。该位置通过以下方式来确定：将样品管的重量的值和在图_中示出的扭转弹簧的弹簧常数的值引入到公式RCF=0.00001118×R×RPM2中，其中RCF表示相对离心力(有时被称为地心引力)，R表示的样品管与离心分离机200的回转装置202的中心的距离(单位为厘米)，而RPM表示离心分离机200的回转装置202的每分钟转数(例如，2500转每分)。因此，RCF在装载位置和卸载位置处的值为零，因为在该位置处，样品管与离心分离机200的回转装置202的中心的距离为零。RCF在样品管保持器260从竖向起倾斜45°角度的位置(距离心分离机的中心的径向距离=10cm)处的值将为699，而RCF在样品管保持器260从竖向起倾斜90°角度的位置(距离心分离机的中心的径向距离=20cm)处的值将为1398。用于“VACUTAINER”样品管的RCF的值通常范围为从大约1000～大约1300。旋转速率(每分钟转数)和距离心分离机200的回转装置202的中心的距离可被选择成使离心分离机200的设计最优化。
每个样品管保持器260距离心分离机200的回转装置202的中心的距离可动态地变化，即，随着离心分离机的旋转而改变，用以平衡离心分离机，或者用以对于样品管将RCF的值维为持恒定，同时离心分离机200的回转装置202的旋转速率(单位为转每分)发生变化，这是作为旋转的电动机(电动机、汽油发动机、水车、风车、脚踏车或手摇曲柄)的速度的可变性的结果。旋转速率(单位为转每分)的可变性可通过如下方式得到降低：相对于管和样品管保持器260的组合重量，将回转装置202设计成大重量，由此产生飞轮的效应。当具有显著惯性矩的机械装置可被用作用于旋转能量的存储装置时，可产生飞轮效应。机械装置抵抗其旋转速度的变化，这有助于在轴上被施加波动扭矩时稳定轴的旋转。因此，具有大重量的物体例如回转装置比起具有低重量的物体例如导螺杆受到小振动的影响较小。此外，尽管离心分离机可以被动态地平衡，但是它被设计成使得样品管和样品管保持器260的组合重量相对于回转装置202的重量是可忽略的，由此使由样品管和样品管保持器260的重量以及其与离心分离机200的回转装置202的轴线的距离的组合效应产生的任何不平衡(一个或多个)最小化。
应当指出的是：将需要每分钟转数的最小数值来为样品管提供RCF的推荐值，特别是在样品管被定位成与离心分离机200的回转装置202的轴线相距最大可能距离时。每分钟转数的最小数值的典型数值是2000。
溢流排出部360被包括在离心分离机200中，以便排出从样品管溢出的液体。溢出的液体从溢流排出部行进至液体废物用容器362。
在样品管经由样品管保持器260***到离心分离机200中之后，并且在离心分离已开始之后，如果样品管未被恰当地平衡，则不平衡矢量将被振动传感器检测到，其将信息传输至中央处理器。可在离心分离机200被置于运动中之前，向离心分离机200中***少到零个样品管至多达离心分离机200所能保持即离心分离机200的最大容量的样品管。例如，可向能够保持二十五(25)个样品管的离心分离机200中***零到二十五(25)个样品管。出于该论述的目的，已经假定的是：离心分离机200的样品管保持器中的每个都已接收样品管，并且离心分离机200的回转装置202以处于或接近离心分离可被实施的旋转速率进行旋转。可设想数个用于将样品管***到样品管保持器中以及将样品管从样品管保持器移除的方案(protocol)。一般而言，可假定的是：离心分离机200将在样品管被***时进行操作，并且样品管以十二秒的频率被***和移除。假定平均离心分离方案需要5分钟，则离心分离机每小时可处理300个样品管。总之，在离心分离机进行操作的同时，可***二十五(25)个样品管，每十二秒一个样品管。在5分钟之后，一个样品管将必须从样品管保持器260被移除，然后另一样品管可以被***到离心分离机200中。
由离心分离机200中的不平衡生成的矢量将具有一定的幅度和方向，例如30kg，其相当于1500Gs时的20g。为了平衡离心分离机200，该矢量必须被抵销。产生自离心分离机200的不平衡的矢量由检测离心分离机200的不想要的振动的振动传感器检测和测量。可通过以抵销不平衡矢量的方式移动内部平衡盖320、外部平衡盖322或内部平衡盖320和外部平衡盖322两者，来抵销产生自离心分离机的不平衡的矢量。内部平衡盖320由步进电动机移动。外部平衡盖322由步进电动机移动。在接收到来自振动传感器的数据时，由中央处理器引发去往内部平衡盖320和外部平衡盖322的信号。内部平衡盖320和外部平衡盖322的移动量由平衡算法确定。通过修改样品管与离心分离机200的回转装置202的轴线之间的距离，来生成用于抵销由离心分离机200的不平衡产生的矢量的矢量。该距离修改是连续的(即，动态的)，通常以每秒一个步进电动机移动的速率来进行。步进电动机的移动可涉及步进电动机的一个或多个步长。用于对振动传感器取样和调节平衡盖的优选频率为每秒一次。用于对振动传感器取样和调节平衡盖的合理频率的范围为大约每秒一次到大约每秒十次。
当第一密封(或未密封)的样品管被***到离心分离机200中的样品管保持器260中时，下一密封(或未密封)的样品管被装载在样品管保持器260中处于离心分离机200中的相对位置(180°)，来协助平衡离心分离机200并使所需的平衡幅度最小化。通过在给定样品管已经***到离心分离机200中之后计算用于整个离心分离机200的RCF矢量，可选择用于下一样品管的适当位置来使所得RCF矢量最小化。因此，用于平衡离心分离机200的算法是动态的；该算法在每个样品管被***到离心分离机200的样品管保持器260中或从离心分离机200的样品管保持器260中被移除之后重新计算下一相继的装载位置。在任一给定时间，离心分离机200中只有一个样品管保持器260可被定位来用于接收样品管或给出样品管。可借助于无线接口与***中的其它自动化控制器协调用于将样品管***到离心分离机200中以及从离心分离机200中移除样品管的操作，由此确保最佳的吞吐量、得到结果的最佳时间、以及实施离心分离机200的操作的足够时间。图13示出了可借助于回转装置202的底部部分向其它自动化控制器提供无线通信。
一种替代平衡技术在图19A和19B中示出。如在图11中示出的实施例中那样，使用在图19A和19B中示出的平衡技术并在以下被描述的实施例利用以下部件：
(1) 离心分离机200，其包括具有上部部分204和下部部分206的回转装置202；
(2) 多个转子线圈208，其安装在回转装置202的下部部分206上；
(3) 多个励磁线圈212，其围绕回转装置202的下部部分206的周缘安装；
(4) 回转装置202的上部部分204，其包括多个导螺杆230，每个导螺杆230能够具有与之相关联的样品管；
(5) 导螺杆螺母252，其安装在每个导螺杆230上，并且其可在导螺杆230被致动时横越导螺杆230；
(6) 样品管保持组件258，其包括样品管保持器260和轴承262，其借助于扭转弹簧附接至每个导螺杆螺母252；
(7) 样品管保持组件258，其进一步包括反射器264；
(8) 多个发射器-检测器266；和
(9) 制动***，例如磁力制动器***、钳夹制动器***。
除了前述主要部件之外，还可包括前面相对于采用平衡盖的离心分离机提及的类型的辅助部件。这些辅助元件包括但不限于振动传感器、用于计数每分钟转数的传感器。
该实施例采用平衡重400。平衡重400附接至第一定位机构402并由第一定位机构402支承，所述第一定位机构402包括至少一个轴承404，例如滑动轴承、滚珠滑动轴承。这种配置允许平衡重400经由导螺杆408和导螺杆螺母410由第一步进电动机406移动。附接有平衡重400的第一定位机构402被附接至介于第一定位机构402与第二定位机构414之间的元件412。第二定位机构414包括至少一个轴承416，例如滑动轴承、滚珠滑动轴承。第一定位机构402的至少一个轴承垂直于第二定位机构414的至少一个轴承。第二定位机构414的至少一个轴承附接至离心分离机200的回转装置202并由离心分离机200的回转装置202支承。介于第一定位机构402与第二定位机构414之间的元件412的功能是在第一定位机构402与第二定位机构414之间提供连接。平衡重400经由导螺杆420和导螺杆螺母422被第二步进电动机418在垂直于元件412的移动的方向上移动。应当指出的是：第一定位机构402可与第二定位机构414分离达除了90°之外的角度。然而，如果第一定位机构不垂直于第二定位机构，则可能需要多于两个的定位机构。
因此，通过使用包括至少一个轴承404的第一定位机构402、包括至少一个轴承416的第二定位机构414、由其致动的第一步进电动机406和导螺杆408以及由其致动的第二步进电动机418和导螺杆420、垂直于导螺杆420的导螺杆408，平衡重400可通过在相同平面中的两个方向上的移动得到定位，一个方向垂直于另一方向。在检测到不平衡矢量之后，通过将平衡重400移动至特定位置，可抵消不平衡矢量。可在平衡重400中形成孔，以便容纳轴216和磁力制动器，如果其是所使用的制动器的类型。可使用多于两个的定位机构。然而，使用多于两个的定位机构不是优选的，因为这种使用增加***的复杂性。
美国专利申请公开号US2008/0024301A1公开了一种滚珠滑动轴承，其用于提供平衡重在第一方向上的可控制定位以及平衡重在第二方向上的可控制定位。因为每个方向上的移动使用分离的定位机构，所以定位机构可独立地且同时地移动。见例如可借助于万维网上的超文本传输协议在网站pbclinear.com/Low-Profile-Uni-Guide访问到的主题，其通过引用并入本文。
另一替代的平衡技术在图20中示出。如在图11中示出的实施例中那样，使用在图20中示出的平衡技术并在以下被描述的实施例利用以下部件：
(1) 离心分离机200，其包括具有上部部分204和下部部分206的回转装置202；
(2) 多个转子线圈208，其安装在回转装置202的下部部分206上；
(3) 多个励磁线圈212，其围绕回转装置202的下部部分206的周缘安装；
(4) 回转装置202的上部部分204，其包括多个导螺杆230，每个导螺杆230能够具有与之相关联的样品管；
(5) 导螺杆螺母252，其安装在每个导螺杆230上，并且其可在导螺杆230被致动时横越导螺杆230；
(6) 样品管保持组件258，其包括样品管保持器260和轴承262，其借助于扭转弹簧附接至每个导螺杆螺母252；
(7) 样品管保持组件258，其进一步包括反射器264；
(8) 多个发射器-检测器266；和
(9) 制动***，例如磁力制动器***、钳夹制动器***。
除了前述主要部件之外，还可包括前面相对于采用平衡盖的离心分离机提及的类型的辅助部件。这些辅助元件包括但不限于振动传感器、RPM传感器。
在图20中，每个平衡元件是可沿着导螺杆移动的平衡螺母。该实施例需要至少三个平衡螺母来抵消不平衡矢量。然而，在图20中只示出了两个平衡螺母。第一导螺杆500和第二导螺杆502彼此分离120°。第三导螺杆(未示出)与导螺杆500分离120°，并进一步与导螺杆502分离120°。第一导螺杆500在第一轴承(未示出)内旋转，并且第二导螺杆502在第二轴承(未示出)内旋转。第一导螺杆500由步进电动机508致动，所述步进电动机508被定位在第一导螺杆的与轴承所在之处的端部相对的端部处。第二导螺杆502由步进电动机510致动，所述步进电动机510被定位在第二导螺杆的与轴承所在之处的端部相对的端部处。在检测到不平衡矢量之后，通过将第一平衡螺母512或第二平衡螺母514或平衡螺母512、514两者移动至特定位置，可抵消不平衡矢量。替代地，可使用导螺杆、轴承、步进电动机和平衡螺母的多于三个的组件。使用导螺杆、轴承、步进电动机和平衡螺母的三个组件似乎是最有效的且最经济的配置。
可在离心分离机以任意速度(例如，达到2500转每分)进行旋转的同时，将样品管引入离心分离机200的中心。样品管可为收集管或等分试样管。离心分离机200的旋转运动可由任意动力源引起，比如电动机、汽油发动机、水车、风车、脚踏车或手摇曲柄。因此，离心分离机200可使用在发展中国家中以及发达国家中。
在本文中描述的离心分离机的实施例中，由励磁线圈产生的交流能量被整流为直流能量，并被位于回转装置202上的动力源调节。该动力源提供足够的能量来用于中央处理器、用于机器人的控制器、以及用于向用于机器人、中央处理器等的其它控制器传输和接收无线信号。当电力不可获得时，若需要的话，可从回转装置202之外的位置提供动力，来提供用于其它功能的能量。其它功能的示例包括但不限于：装载样品管、装载自动化装置、运行用户界面的显示器和控制装置、运行***的控制中心、对UPS电池充电。如果用于测量每分钟转数的仪器可获得，则可提供显示器来指示离心分离机的回转装置的旋转速度。在发展中国家中，当可能不可获得电力时，该显示器可被使用来“管制(regulate)”使用手摇曲柄或脚踏车的人。图21示出了这种显示器600，其为操作者提供倒计时钟602、速度指示器604、和多个状态条件606。
操作
为了操作***，***的操作者或***的提供者将审核实验室的工作流程要求，并估计所需的吞吐量，以及可用于测试目的的测试和/或测定及分析仪的数量。***的构造将被设定为满足实验室的工作流程要求的绝大部分。***的操作者或实验室信息***(LIS)将下载测试顺序到***来用于样品，其将最终被提供给***来进行测试。***的操作者或自动化***将把所需的一次性/可消耗物品装载到***上。***的操作者或实验室自动***(LAS)将把所需的样品提供给***。***将自动地进行封闭管取样、将全血样品分配到血液分析仪中、分离出样品的等分试样(一个或多个)来用于免疫测定测试或临床化学测试、并将血清或血浆分配到免疫测定分析仪和/或临床化学分析仪中。***将根据所下载的用于该样品的测试顺序，来确定和报告对血液或者样品中的抗原或其它分析物的分析结果。***的操作者或LAS将从***移除样品。***的操作者或LIS将审核测试结果并将测试结果发布给测试顺序的发起人。
以下非限制性示例示出了在本文中描述的各个取样***的操作。以下示例大体采用在图9中示出类型的***，以及移除未指定的模块。
示例1
封闭管取样***的操作
封闭管取样***的通用实施例包括一个血液分析仪、一个免疫测定分析仪、一个临床化学分析仪、一个样品管抽吸模块和凝集试剂添加模块。见图9。操作者装载保持样品收集管的样品管载体，所述样品收集管具有塞子，并含有还未经受离心分离的全血样品。自动化样品处理机将保持用于STAT测定的样品收集管的载体的优先级排在容纳用于常规测定的样品收集管的载体之前。封闭管取样***的条形码读取器读取样品收集管上的条形码，检测样品收集管上的塞子的存在，如果存在的话，样品收集管上的塞子(若需要的话)，并将指定体积的样品转移至等分试样管。然后可从***移除样品管载体。等分试样管中的样品被传递来用于测试。一种典型路线可被描述为如下：(1) 首先至血液分析仪，(2) 然后至凝集试剂添加模块，(3)然后至免疫测定分析仪和临床化学分析仪，在这里借助于磁场实施分离，然后将等分试样管定位来用于接收已经被抽吸的样品。
相对于免疫测定分析仪和临床化学分析仪，将样品抽吸探针***到等分试样管中并抽吸一部分样品。本质上，分析仪的样品抽吸探针将等分试样管解读为开放的“血浆/血清”样品管，因此，不需要对分析仪的修改。此外，等分试样管被保持来用于重新测试(只限免疫测定测试和临床化学测试)，然后如果且当结果指示不需要重新测试时被废弃。操作者可借助于个体样品杯来装载具有小体积的样品。需要操作者与***的交互来用于在用于STAT测定的位置处对样品的正识别。因为样品杯通常不具有条形码，所以操作者需要输入一定数据来确保从样品管被吸出的样品是测试所定好的样品(即，样品的正识别)。对于测定的校准可借助于局部样品处理机在分析仪处进行。局部样品处理机是一种装置，例如小型回转装置，用于在每个临床分析仪或血液分析仪处装载和卸载样品。局部样品处理机通常被用于STAT样品、控制装置、校准器。封闭管取样***的功能可在血液分析仪内得到实施。
因此，从用于血液测试的样品管中抽吸的样品的指定部分可被转移到样品管中，然后被传递至凝集试剂添加模块，然后至免疫测定分析仪和临床化学分析仪，在这里可在样品管被定位用于抽吸之前和同时，借助于磁场进行分离。
示例2
封闭管取样***的操作
图9示出了封闭管取样***的一实施例，其具有一个血液分析仪、一个免疫测定分析仪、一个临床化学分析仪、和一个样品管抽吸模块。
为了操作***，***的操作者装载具有样品收集管的样品管载体，所述样品收集管具有塞子并含有未经离心分离的全血样品。自动化样品处理机将保持用于STAT测定的样品收集管的样品管载体的优先级排在容纳用于常规测定的样品收集管的样品管载体之前。条形码读取器读取样品收集管上的条形码，检测样品收集管上的塞子的存在，如果存在的话，穿刺元件穿刺样品收集管上的塞子(若需要的话)或者切割刀片在塞子中切割切缝(若需要的话)，并将指定体积的样品转移至等分试样管。然后可从***移除样品管载体。等分试样管中的样品被传递来用于测试。一种典型路线可被描述为如下：(1) 首先至血液分析仪，(2) 然后至免疫测定分析仪和临床化学分析仪，在这里借助于所选分离技术例如超声波来实施分离，然后将等分试样管定位来用于接收已经被抽吸的样品的一部分。
接下来，将样品抽吸探针***到等分试样管中并抽吸一部分样品。本质上，分析仪的样品抽吸探针将等分试样管解读为开放的“血浆/血清”样品管，因此，不需要对分析仪的修改。此外，样品管被保持来用于重新测试(只限免疫测定测试和临床化学测试)，然后如果且当结果指示不需要重新测试时被废弃。操作者可借助于个体样品杯来装载具有小体积的样品。需要操作者与***的交互来用于在用于STAT测定的位置处对样品的正识别。因为样品杯通常不具有条形码，所以操作者需要输入一定数据来确保从样品管被吸出的样品是测试所定好的样品(即，样品的正识别)。对于测定的校准是借助于局部样品处理机在分析仪处进行的。封闭管取样***的功能可在血液分析仪内得到实施。
因此，从用于血液测试的等分试样管中抽吸的样品的指定部分可被转移到样品管中，然后被传递至免疫测定分析仪和临床化学分析仪，在这里可在样品管被定位用于抽吸之前和同时，借助于磁场进行分离。
示例3
封闭管取样***的操作
图9示出了封闭管取样***的一实施例，其包括一个血液分析仪、一个免疫测定分析仪、一个临床化学分析仪、一个样品管抽吸模块、和连续取放离心分离模块。为了操作***，操作者装载保持样品收集管的样品管载体，所述样品收集管具有塞子并含有未经离心分离的全血样品。自动化样品处理机将保持用于STAT样品的样品收集管的样品管载体的优先级排在保持用于常规分析的样品收集管的样品管载体之前。条形码读取器读取样品收集管上的条形码，检测样品收集管上的塞子的存在，如果存在的话，穿刺元件穿刺样品收集管的塞子(若需要的话)或者切割刀片在塞子中形成切缝(若需要的话)，并将指定体积的样品转移至等分试样管。然后可从***移除样品管载体。样品被传递来用于测试。一种典型路线可被描述为如下：(1) 首先至血液分析仪，(2) 然后至连续取放离心分离模块(在这里开放样品管可被可选地以箔密封并进行分离)，(3) 然后至免疫测定分析仪和临床化学分析仪，在这里进行适当的测定。
本质上，免疫测定分析仪或临床化学分析仪的样品抽吸探针将样品管解读为开放的“血浆/血清”样品管，因此，不需要对分析仪的修改。此外，等分试样管被保持来用于重新测试(只限免疫测定测试和临床化学测试)，然后当结果指示不需要重新测试时被废弃。操作者可借助于个体样品杯来装载具有小体积的样品。需要操作者与***的交互来用于在用于STAT样品的位置处对样品的正识别。因为样品杯通常不具有条形码，所以操作者需要输入一定数据来确保从样品管被吸出的样品是测试所定好的样品(即，样品的正识别)。对于测定的校准是借助于局部样品处理机在分析仪处进行的。封闭管取样模块的功能可在血液分析仪内得到实施。
因此，从用于血液测试的样品管中抽吸的样品的指定部分可被转移到样品管中，然后被传递至离心分离机，在这里可在样品管被定位用于抽吸样品之前进行分离，然后至免疫测定分析仪和临床化学分析仪。
如在本文中描述的血液测试、免疫测定测试和临床化学测试的整合只需一个样品收集管。通常，阻凝剂被放置在样品管中来防止血液凝结，因为凝结会干扰样品的抽吸和测试的方法。用于血液学的阻凝剂已与用于免疫测定测试和临床化学测试的阻凝剂分离地发展，因为细胞的分离对用于血液学进行的细胞计数来说是极为重要的。另外，血液分析常常采用载玻片来进行血涂片分析，而阻凝剂不得污染血涂片中的细胞或使血涂片中的细胞变色。用于免疫测定测试和临床化学测试的阻凝剂被选择成不仅用以防止凝结，而且还用以避免负面地影响血液化学分析的分析物(比如钙、铁、钾等)。
作为结果，用于血液测试的阻凝剂和用于免疫测定测试和临床化学测试的阻凝剂，尽管在功能上类似，但却是明显不同的。
阻凝剂的各种类型被描述如下。
1. 直接凝血酶抑制剂包括但不限于阿加曲班、比伐卢定、达比加群、水蛭素、希美加群。肝素类包括但不限于阿地肝素钠、贝米肝素钠、舍托肝素钠、达肝素钠、达那肝素钠、依诺肝素钠、磺达肝癸钠、肝素、艾卓肝素钠、低分子量肝素、帕肝素钠、瑞维肝素钠、亭扎肝素钠。
2. 维生素K拮抗剂包括但不限于苊香豆醇、塔龙、杀鼠迷、败坏翘摇素、双香豆素、苯茚二酮、苯丙香豆素、杀鼠酮、噻氯香豆素、杀鼠灵。
3. 身体肝素类外包括但不限于在具有生坯塞子的“VACUTAINER”牌试管中提供的肝素钠或肝素锂。
4. 螫合剂包括但不限于乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸温和螫合剂，通常为柠檬酸三钠、阻凝柠檬酸葡萄糖、柠檬酸磷酸葡萄糖或柠檬酸-磷酸-葡萄糖-腺嘌呤。
5. 草酸盐是温和螫合剂，以及在具有生坯塞子的“VACUTAINER”牌试管中提供的氟化物中使用的阻凝剂。
在本文中描述的***降低对操作者的生物危害、降低对操作者的重复性运动伤害、维持现有分析仪的吞吐量或测定性能、通过将所有利刃容纳在保持器中而降低由塞子切割“利刃”产生的对操作者的危害、以及降低更换磨损的利刃所需的维修保养。
在本文中描述的***明显地降低分类样品、平衡和离心分离所需的劳动。所述***通过将血液分离步骤整合到分析仪***/工作单元中来明显地降低获得结果所需的时间。所述***允许用于处理用于血液测试、免疫测定测试和临床化学测试的单个样品收集管的完全自动的方法，同时为处理大量样品的大型实验室提供高吞吐量。所述***允许对测定的随机和连续取放处理，以及处理STAT样品。这些益处可通过当前的自动分析仪得以实现，而无需开发新的分析仪。
在本文中描述的***只需病人和抽血人员提供一个样品管来用于血液测试、免疫测定测试和临床化学测试，由此降低患者忧虑、降低样品收集成本、降低库存成本(保存多于一种类型的样品管)、以及降低固体废物处理成本(样品管常常占实验室固体废物的绝大部分)。离心分离机消除“分批”，以及用于处理STAT样品的任何后续延迟。离心分离机提供从除了电源之外的源接受能量的能力，比如手摇曲柄、脚踏车、风车、水车等，由此允许现代离心分离技术在发展中国家中得到执行。
在本文中描述的连续取放离心分离机提供用于整合血液测试、免疫测定测试和临床化学测试的数个优点。这些优点包括但不限于高吞吐量、引入STAT样品的简易性、进行分类和自动平衡的简易性、以及各个测试的完全整合。连续取放离心分离机的吞吐量可达到300个样品每小时，由此满足用于与血液分析仪整合的最大“ARCHITECT”多模块***构造的吞吐量要求。因为分批式离心分离机不能提供连续取放，所以一旦离心分离处理开始后，离心分离机不可用达到10分钟。因此，从急救室送来的STAT样品不能在离心分离机正旋转时装载到分批式离心分离机中。分批式离心分离机需要离心分离机的吊桶在离心分离操作之前得到平衡，结果是离心分离处理的时间被延长，并且病人的结果被延迟。连续取放离心分离机可通过整合血液分析仪(一个或多个)、免疫测定分析仪(一个或多个)和临床化学分析仪(一个或多个)而向实验室提供完全自动。
本发明的各个变型和变更对本领域技术人员将是清楚明了的，而不背离本发明的范围和精神，并且应该明白的是：本发明不应该被不当地局限于在本文中给出的例示性实施例。

Claims (67)

1. 一种离心分离机，包括具有上部部分和下部部分的回转装置，所述回转装置的上部部分具有：用于离心分离操作的多个用于样品管的位置；附接至所述回转装置的上部部分的多个驱动机构；安装在每个驱动机构上的可移动元件，所述可移动元件能够在所述驱动机构被致动时横越所述驱动机构的长度；样品管保持组件，其包括样品管保持器和附接至每个可移动元件的轴承；和至少一个平衡元件，其能够有助于力矢量，所述力矢量抵销由所述离心分离机的回转装置的旋转生成的矢量。
2. 如权利要求1所述的离心分离机，进一步包括：振动传感器。
3. 如权利要求2所述的离心分离机，其中，所述振动传感器将小的机械移动即振动转换成电信号，所述电信号可被解释来确定不平衡发生的地方以及不平衡的幅度。
4. 如权利要求3所述的离心分离机，其中，所述振动传感器为压电加速计。
5. 如权利要求1所述的离心分离机，进一步包括：中央处理器，其用于计算用于抵消不平衡矢量的力矢量。
6. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，所述力矢量的特征在于方向和幅度。
7. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，在将各个样品管与所述离心分离机的回转装置的轴线的距离纳入考量的同时，所述力矢量具有的幅度和方向便于抵销由所述样品管和所述样品管保持器生成的任何不平衡。
8. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，所述样品管保持组件沿着其运行的轨道与每个驱动机构相关联。
9. 如权利要求8所述的离心分离机，其中，所述轨道引导样品管保持组件。
10. 如权利要求8所述的离心分离机，其中，所述轨道的与所述离心分离机的中心相邻的第一部段提供所述样品管保持器与制动器的接合或脱离接合，由此防止所述管以所述回转装置的旋转速度进行旋转。
11. 如权利要求1所述的离心分离机，进一步包括：磁力制动器，其用于在样品管保持器位于所述离心分离机的回转装置的中心时，防止样品管保持器移动。
12. 如权利要求1所述的离心分离机，进一步包括：钳夹制动器，其用于在样品管保持器位于所述离心分离机的回转装置的中心时，防止样品管保持器移动。
13. 如权利要求1所述的离心分离机，进一步包括：防护罩，其环绕每个样品管保持组件、每个驱动机构和能够横越所述驱动机构的长度的每个可移动元件，由此使所述样品管彼此分离，并允许开放的样品管经受离心分离。
14. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，每个样品管保持组件包括用于反射由发射器-检测器发射的信号的反射器。
15. 如权利要求14所述的离心分离机，其中，所述样品管保持组件的倾斜借助于所述反射器和发射器-检测器得到检测。
16. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，所述至少一个平衡元件包括外部平衡盖和内部平衡盖，所述外部平衡盖与所述内部平衡盖同心。
17. 如权利要求16所述的离心分离机，其中，所述外部平衡盖和所述内部平衡盖能够围绕所述离心分离机的回转装置的旋转轴线旋转。
18. 如权利要求16所述的离心分离机，其中，第一电动机被提供来旋转所述外部平衡盖。
19. 如权利要求16所述的离心分离机，其中，第二电动机被提供来旋转所述内部平衡盖。
20. 如权利要求16所述的离心分离机，其中，所述内部平衡盖包括覆盖所述回转装置的上部部分的平台和从该平台下垂的裙状部，该裙状部垂直于所述内部平衡盖的平台，并且所述外部平衡盖包括覆盖所述内部平衡盖的平台和从该平台下垂的裙状部，该裙状部垂直于所述外部平衡盖的平台。
21. 如权利要求20所述的离心分离机，其中，所述外部平衡盖的平台和所述内部平衡盖的平台都垂直于所述回转装置的轴线。
22. 如权利要求20所述的离心分离机，其中，所述外部平衡盖的裙状部的弧形部分构造成比所述外部平衡盖的其余弧形部分重，所述内部平衡盖的裙状部的弧形部分构造成比所述内部平衡盖的其余弧形部分重。
23. 如权利要求22所述的离心分离机，其中，当不能检测到不平衡矢量时，所述内部平衡盖的较重弧形部分和所述外部平衡盖的较重弧形部分可彼此分离180°，以抵销它们的不对称重量的影响。
24. 如权利要求22所述的离心分离机，其中，当所述内部平衡盖的较重弧形部分的位置相对于所述外部平衡盖的较重弧形部分的位置发生变化时，生成力矢量。
25. 如权利要求20所述的离心分离机，其中，第一组轴承介于所述回转装置的上部部分与所述内部平衡盖的平台之间。
26. 如权利要求25所述的离心分离机，其中，第二组轴承被放置在所述内部平衡盖的平台与所述外部平衡盖的平台之间。
27. 如权利要求26所述的离心分离机，其中，所述第二组轴承允许所述外部平衡盖在所述内部平衡盖的平台的平面上方的平面中旋转。
28. 如权利要求26所述的离心分离机，其中，所述第一组轴承允许所述内部平衡盖在所述回转装置的上部部分上方的平面中旋转。
29. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，所述驱动机构是导螺杆。
30. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，所述可移动元件是导螺杆螺母。
31. 如权利要求30所述的离心分离机，其中，所述样品管保持组件通过扭转弹簧附接至所述导螺杆螺母。
32. 如权利要求31所述的离心分离机，其中，所述扭转弹簧将所述样品管保持组件偏置至竖直位置，但是所述扭转弹簧的力在所述样品管保持组件移动离开所述离心分离机的旋转回转装置的中心时被离心力克服。
33. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，扭转弹簧和竖直铰链协同操作，来打开和关闭允许所述样品管自由出入所述样品管保持组件的门。
34. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，使用平衡重来平衡所述离心分离机。
35. 如权利要求34所述的离心分离机，其中，所述平衡重附接至第一定位机构并由第一定位机构支承，并且所述第一定位机构进一步由第二定位机构支承，所述第二定位机构由所述离心分离机的回转装置支承。
36. 如权利要求35所述的离心分离机，其中，所述第一定位机构由被电动机致动的驱动机构移动。
37. 如权利要求35所述的离心分离机，其中，所述第二定位机构由被电动机致动的驱动机构移动。
38. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，所述至少一个平衡元件包括可由第一驱动机构移动的第一平衡元件、可由第二驱动机构移动的第二平衡元件、和可由第三驱动机构移动的第三平衡元件。
39. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，所述回转装置的重量相对于样品管和样品管保持器的组合重量是大的。
40. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，由励磁线圈生成的交流能量被整流成直流能量，并由位于所述回转装置上的动力源调节。
41. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，来自所述回转装置的无线信号的传输和接收被使用来与位于所述回转装置外的部件的其它控制器通信。
42. 如权利要求1所述的离心分离机，其中，当不可获得电力时，从位于所述回转装置外的用于其它功能的源来提供动力。
43. 一种***，包括至少一个临床分析仪和如权利要求1所述的离心分离机。
44. 如权利要求43所述的***，其中，所述至少一个临床分析仪包括免疫测定分析仪。
45. 如权利要求43所述的***，其中，所述至少一个临床分析仪包括临床化学分析仪。
46. 如权利要求43所述的***，其中，所述至少一个临床分析仪包括血液分析仪。
47. 如权利要求43所述的***，其中，所述***包括至少一个免疫测定分析仪、至少一个临床化学分析仪、或至少一个血液分析仪、或至少一个免疫测定分析仪、至少一个临床化学分析仪和至少一个血液分析仪的任意组合。
48. 如权利要求47所述的***，其中，只需要一个样品收集管。
49. 一种用于实施离心分离处理的方法，包括以下步骤：借助于样品管保持器将样品管***到如权利要求1所述的离心分离机中，并且在离心分离已开始之后，如果所述样品管未得到恰当的平衡，则通过振动传感器来检测不平衡矢量，所述振动传感器将信息传输至中央处理器。
50. 如权利要求49所述的方法，其中，在所述离心分离机被置于运动中之前，可向所述离心分离机中***少到零个的样品管到多达所述离心分离机最多能保持的样品管。
51. 如权利要求49所述的方法，其中，所述离心分离机的样品管保持器中的每个都已接收样品管，并且所述离心分离机以处于或接近能实施离心分离的旋转速率进行旋转。
52. 如权利要求49所述的方法，其中，在样品管被***和移除时，所述回转装置正在旋转。
53. 如权利要求49所述的方法，其中，由所述离心分离机中的不平衡生成的矢量具有一定的幅度和方向，并且所述不平衡矢量借助于至少一个平衡重被抵销。
54. 如权利要求53所述的方法，其中，由所述离心分离机的不平衡产生的矢量由振动传感器检测和测量。
55. 如权利要求53所述的方法，其中，所述至少一个平衡重包括外部平衡盖和内部平衡盖，并且所述外部平衡盖、所述内部平衡、或所述外部平衡盖和所述内部平衡盖两者以抵销所述不平衡矢量的方式移动。
56. 如权利要求55所述的方法，其中，由所述中央处理器在接收到来自所述振动传感器的数据时引发去往所述外部平衡盖和所述内部平衡盖的信号。
57. 如权利要求55所述的方法，其中，所述外部平衡盖和所述内部平衡盖的移动量由平衡算法确定。
58. 如权利要求49所述的方法，其中，通过修改样品管与所述离心分离机的回转装置的轴线之间的距离，来生成用于抵销由所述离心分离机的不平衡产生的矢量的矢量。
59. 如权利要求58所述的方法，其中，所述距离的修改是连续的。
60. 如权利要求49所述的方法，其中，在第一样品管被***到所述离心分离机中的样品管保持器中之后，将下一样品管装载在样品管保持器中处于所述离心分离机中的相对位置(180°)，来协助平衡所述离心分离机并降低所需平衡的幅度。
61. 如权利要求49所述的方法，其中，在给定样品管已经被***到所述离心分离机中之后计算用于整个离心分离机的RCF矢量，由此能选择用于下一样品管的适当位置来使所得RCF矢量最小化。
62. 如权利要求49所述的方法，其中，在任一给定时间，所述离心分离机中只有一个样品管保持器能被定位来用于接收样品管或给出样品管。
63. 如权利要求49所述的方法，其中，能借助于无线接口与***中的其它自动化控制器协调用于将样品管***到所述离心分离机中以及从所述离心分离机中移除样品操作的操作，由此确保最佳的吞吐量、得到结果的最佳时间、以及实施所述离心分离机的操作的足够时间。
64. 如权利要求49所述的方法，其中，在样品管被***到所述离心分离机中的样品管保持器中之后，所述样品管从所述回转装置的中心向外移动，并停止在所述样品管从竖向起倾斜45°角度的径向位置处。
65. 如权利要求49所述的方法，其中，每个样品管与所述离心分离机的中心的距离可被动态地改变来平衡所述离心分离机，或对样品管维持RCF值恒定，同时所述离心分离机的旋转速率(单位为转每分)发生改变。
66. 一种用于在样品管的塞子中切割切缝的刀片，其中，所述刀片具有顶尖角度来控制塞子的拉伸，并促进对形成塞子的材料的有效切割。
67. 如权利要求66所述的刀片，其中，所述刀片配备有沟槽，来保持少量的残余的清洗缓冲液。
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