通过离心沉降分离颗粒制造技术

一种通过离心沉降分离流体试样(30)中具有不同沉降速度的颗粒(P)的方法，包括：封装试样(30)；围绕试样外部的主轴(12)以第一转速(Ω)旋转试样，并且围绕位于试样中心的第二轴(22)以第二转速(ξ)旋转试样，以使试样经受变化的离心力场，直到每个颗粒(P)沉降到取决于该颗粒的沉降速度的位置。该颗粒的沉降速度的位置。该颗粒的沉降速度的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过离心沉降分离颗粒


[0001]本专利技术涉及一种通过离心沉降分离流体试样中具有不同沉降速度的颗粒的方法。本专利技术还涉及一种执行该方法的装置。

技术介绍

[0002]在治疗血液中毒时，例如，必须在血细胞中检测病原菌。而这种病原菌通常不得不从抽血中进行培养。然而，有时培养过程可能需要很长时间，导致在识别出这种病原菌之前患者面临死于血液中毒的风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于开发一种方法，通过这种方法可以以一种新的且省时的离心方式将流体试样(例如，血液)中的颗粒(例如，病原菌)与其他颗粒(例如血细胞)分离。
[0004]在本专利技术的一个方面，该方法包括：
[0005]a)封装试样；以及
[0006]b)围绕试样外部的主轴以第一转速且围绕位于试样中心的第二轴以第二转速旋转试样，以使试样经受变化的离心力场，直到每个颗粒沉降到取决于该颗粒的沉降速度的位置。
[0007]由于试样由此经受了围绕两个不同轴的旋转，颗粒有时将位于圆柱体的主轴和中心轴之间，而有时位于两个轴的径向外侧。这导致颗粒交替地离开和朝向圆柱体的轴移动。由此，一定尺寸的颗粒的沉降将会在某一时刻被第二轴的旋转阻碍，以使得颗粒相对于主轴静止不动。每一粒径在试样中沉降时都有自己的平衡位置。计算显示，无论在试样中从哪里开始，颗粒将寻找平衡位置。除其他因素外，平衡位置取决于颗粒的沉降速度，而沉降速度反过来又受颗粒尺寸的影响。颗粒越大，其终止位置离第二轴越远，而且按照推测总是在起自第二轴的直线上。/>[0008]第一轴与第二轴合宜地彼此平行，但这不是执行该方法所必需的。
[0009]构成本专利技术基础的一个观点是，如果沉降速率有很小的差异，应该有可能从血细胞中分离出例如病原菌等的颗粒。也就是说，应该有可能将不同粒径的颗粒分级。一定尺寸的颗粒之后将寻找平衡位置，并且有可能计算出这需要多长时间。
[0010]另一个应用是生产单分散颗粒，即其中所有颗粒具有相同尺寸的颗粒或颗粒簇。这种颗粒尤其用于校准分析具有一定尺寸的颗粒的频率的粒子分析仪。还可以想象其他应用。
[0011]在本专利技术的另一个方面，通过计算或该方法的先前操作获得的颗粒的平衡或终止位置可以随后用来更容易地找到或发现用以进一步分析和最终识别的感兴趣的颗粒。然后，该方法可以进一步包括：
[0012]c)发现试样中的沉降粒级的颗粒；
[0013]d)测量每个颗粒与第二轴的距离；以及
[0014]e)通过将该距离与对理论上经受所述方法的已知颗粒进行计算得到的的距离相匹配来识别颗粒。
[0015]替代地，该方法可以包括：
[0016]c)发现试样中的沉降粒级的颗粒；
[0017]d)测量每个颗粒与第二轴的距离；
[0018]f)通过将该距离与对已知颗粒执行以上步骤a到d而获得的距离相匹配来识别颗粒。
[0019]为了便于识别，步骤e和f之后可以包括感兴趣领域中已知颗粒集合的列表数据。
[0020]这里认为测量距离的步骤本质上相当于在给定条件下确定沉降速率/速度。
[0021]如果分离器停止，在圆柱体容器中将开始流动。该流动将混合分级的颗粒。为了避免这种情况，可以通过阻碍试样的不同区域相互混合来帮助发现或找到沉降粒级的颗粒。
[0022]具体而言，该阻碍可以通过向具有沉降粒级的试样中插入轴向开口的隔室的框架或网格来实现，以将试样划分成由隔室定义的区域。径向连续的隔室之后可以用作多级过滤器，有助于识别其中找到的颗粒。由于接近感兴趣的已知颗粒的沉降速率或终止位置，在某一隔室中找到的颗粒可以更容易被识别。
[0023]在病原菌应用中，目的在于浓缩病原菌水平并降低可能干扰后续分析的血细胞水平。分离过程之后，通过其他方法分析病原菌的类型。
[0024]也可以从单独的试样中的不同区域采样颗粒。
[0025]第二转速高于第一转速。相比之下，试样的相对旋速ω相对于主转速Ω(即，第一转速)应该非常小。正如稍后进一步解释的，ω可能无论如何不会太小而不会不拖长分离过程。
[0026]试样可以是血样。在该应用中，病原菌可以如上所述从血细胞中分离。
[0027]一种用于执行本专利技术方法的装置包括圆柱体容器，用于封装试样；第一旋转器，用于围绕主轴旋转容器；以及第二旋转器，用于围绕第二轴旋转容器。
[0028]第一旋转器可以包括被支撑以围绕主轴旋转的盘，以及用于旋转盘的第一电机。第二旋转器可以包括用于旋转支撑在盘上的围绕第二轴旋转的圆柱体容器的第二电机。
[0029]在替代实施例中，第一旋转器也包括被支撑以围绕主轴旋转的盘，以及用于旋转盘的电机，第二旋转器包括与主轴同心且与用于旋转支撑在盘上的围绕第二轴旋转的圆柱体容器的齿轮啮合的定齿轮。重要的是，这种设置将确保第一转速和第二转速是同步的。其他设置，例如皮带设置，同样适用。
[0030]该装置还可以包括围绕主轴外围地分布的多个容器。因而，在单一的分离过程中将可以处理更大体积的试样。
[0031]本专利技术的其他特征和优点将在接下来的具体描述和所附权利要求书中加以说明。
附图说明
[0032]图1是根据本专利技术的离心式分级装置的图解侧视图；
[0033]图2是对应于图1所示装置的略上方的部分视图；
[0034]图3是根据本专利技术的多试样处理装置的略上方的高视角视图；
[0035]图4是图3所示的装置的略下方的高视角视图；
[0036]图5是根据本专利技术的装置的部分俯视图；以及
[0037]图6是图5中圆圈区域6的放大视图，其中被分级的试样已经被划分成隔室。
具体实施方式
[0038]图1和2所示的分级装置具有被支撑以围绕主轴12旋转的盘10。相对扁平的容器或空心圆柱体20被支撑在盘10的外围部分，以用于在与主轴12距离R的位置围绕第二轴22旋转。在图2所示的示例中，盘10和容器20分别由电机14和24带动旋转。
[0039]其他设置也同样适用，例如各种齿轮或皮带传动，以通过单一的电机14以不同速度同步地旋转盘10和容器20。
[0040]在这种情况下，如图1中虚线所指示的，齿轮传动16可以包括定齿轮16
’
，该定齿轮16
’
与齿轮16”啮合，以用于使容器20和由电机14旋转的盘20同步旋转。
[0041]如图3和4所示，通过围绕主轴12外围地分布设置多个容器20可以同时处理多个试样，其中每个容器由具有公共定齿轮16
’
的齿轮传动16旋转。
[0042]根据本专利技术的分级装置可以按照如下运转。
[0043]圆柱体容器20充满液体试样或具有待检测和识别颗粒的悬浮液30。容器20由盖子21盖住。之后，容器20以速度ξ旋转，速度ξ不同于且高于盘20的速度Ω。由于围绕主轴12旋转，具有与液体不同密度的颗粒，例如血液中病原菌和血细胞，将相对于液体径向向外沉降。由于液体并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过离心沉降分离流体试样(30)中具有不同沉降速度的颗粒(P)的方法，其特征在于，a)封装试样(30)；以及b)围绕所述试样外部的主轴(12)以第一转速(Ω)旋转所述试样，并且围绕位于所述试样中心的第二轴(22)以第二转速(ξ)旋转所述试样，以使所述试样经受变化的离心力场，直到每个颗粒沉降到取决于所述颗粒的沉降速度的位置。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：c)发现所述试样中的沉降粒级的所述颗粒(P)；d)测量每个颗粒与所述第二轴(22)的距离(r)；以及e)通过将所述距离与对理论上遵从所述方法的已知颗粒进行计算得到的距离相匹配来识别所述颗粒。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：c)发现所述试样中的沉降粒级的所述颗粒(P)；d)测量每个颗粒与所述第二轴(22)的距离(r)；以及f)通过将所述距离与对已知颗粒执行以上步骤a到d而获得的距离相匹配来识别所述颗粒。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：阻止所述试样的不同区域(42)彼此混合。5.如权利要求4所述的方法，包括：将轴向开口的隔室(42)的框架(40)插入具有所述沉降粒级的所述试样(30)中，以将所述试样划分成由所述隔室定义的所述区域(42)。6.如权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，包括：从单独的试样中的不同区域(42)采样颗粒。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二转速(ξ)高于所述第一转速(Ω)。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述试样是血样。9.一种用于执行如权利要求1所述的方法的装置，其特征在于，圆柱体容器(20)，用于封装所述试样(10)；第一旋转器(10，1...

【专利技术属性】
技术研发人员：克拉斯，
申请(专利权)人：三九股份公司，
类型：发明
国别省市：