SE512416C2 - Sätt för uppsamling av små vätskeprovmängder, samt provbehållare för upptagning av små vätskemängder - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 416 2 volymer att göra. Huvudsaken är att man kan arbeta med sam- manhållna volymer, som repeterbart kan tillföras till och uttagas från en känd position. Ytspänningen är en av de faktorer som bidrar därtill, liksom vid känd teknik. Enligt uppfinningens utgångspunkt skall vätskan emellertid samman- hållas i en rörformig del med liten diameter av en provbe- hållare nära en ingång för en kanyl, gärna vid behållarens överdel. Provbehållaren kan hanteras i godtyckligt läge i förhållande till lodlinjen och till och med stående med vätskan vid överdelen. Med hänsyn till att tyngdkraften vid små droppar är liten i förhållande till kapillärkraften, kan emellertid provbehållaren ha vilken riktning som helst i förhållande till lodlinjen.

För möjliggörande av en hantering av något större mängder är det lämpligt att låta provbehållaren i förlängningen till en smal, huvudsakligen cylindrisk del vid mynningen utvidgas, t.ex. koniskt. Via den cylindriska delen kommer därvid en åtskilligt större vätskemängd att kunna kvarhållas i samman- hållet skick i den utvidgande delen. Den långsträckta delen vid mynningsänden bör ha en diameter, som inte överstiger c:a 3 mm, men kan vara mindre allt efter behov och lägenhet.

En särskild fördel med att låta den mindre vätskemängden förvaras i en kapillär nära den av en elastomerpropp förslut- na ingångsöppningen är att vätskan rent mekaniskt kommer att uppvisa en betydande stabilitet mot stötar, och till och med om röret tappas kan man ofta undvika att vätskan blir ut- spridd i provbehållaren och därmed svår att återsamla.

För att uppnå tryckutjämning är det lämpligt att anordna en mindre läcka, särskilt vid provbehållarens motsatta ände. I enlighet med en föredragen utföringsform åstadkommes detta genom att man i motsatta änden instoppar en elastomerpropp , försedd med en axiellt löpande vulst, så att fullkomlig tätning undvikes. Vid långvarig förvaring eller transport påsättes då en ytterligare tätning. Om emellertid en provbe- hållare är avsedd uteslutande för mycket små volymer, är 10 15 20 25 30 35 _ 512 416 3 luftläckan inte nödvändig, om blott behållarens totala volym är stor i förhållande till provvolymen.

I vissa fall föreligger det en risk för att ett prov för- ändras genom avdunstning av flyktiga produkter. Enligt en särskild utföringsform kan då provkapillären från början vara helt eller delvis fylld med en inert vätska såsom silikon- olja, som vid användning tätande omsluter provet. I enlighet med en annan utföringsform kan man anordna någon form av membran i rörets införingsänden motsatta ände, vilket membran gör föga motstånd. Ett exempel på detta är en ihålig propp med tunn vägg, närmast av formen fingertuta, som tätande anligger mot innerväggen men vid sin mot införingsänden vettande ände utgör endast en tunn vägg.

För tillförsel av ett mikroprov införes en spetsig nål av injektionsnålstyp genom elastomerproppen, till ett avstånd på insidan som âr litet i förhållande till längden av den vät- skepelare som förutses. Genom att påfyllningen sker mycket nära proppen kan man undvika att en bubbla bildas, eller åtminstone undvika att den blir stor. Sålunda föredrages att påfyllningen sker på ett avstånd från elastomerproppen, som icke överstiger det långsträckta utrymmets diameter.

Ofta är det lämpligt att vid uttagning av vätska tränga in litet längre, särskilt om man inte avser att upphämta hela mängden. Detta beror på att det inte alltid kan undvikas att en liten blåsa bildas vid påfyllningen, vilken då kan för- bipasseras av upphämtningskanylen. När påfyllning sker av ett luftfyllt rör, är det svårt att undvika att en liten luft- blåsa bildas åtminstone ibland. Om, som i speciella samman- hang förekommer, en liten mängd inert vätska från början är inlagd i röränden, kommer även då lätt att inträffa att en bubbla av denna vätska hamnar intill elastomerproppen.

För att erhålla rätt inträngningslängd är det lämpligt att förse kanylen med en hållare eller pareranordning som vid införande hindrar kanylens vidare inträngning. Särskilt vid provtagning medför detta en praktisk hantering. 10 15 20 25 30 35 512 416 4 Det har visat sig vid vanliga nålar, där spetsen är gjord genom avslipning i vinkel av ett kanylrör, att nàlspetsen kan fungera som en hàlpipa och utskära en mer eller mindre cylin- drisk propp ur elastomerförslutningen, vilken propp till och med kan täppa till kanylen och i vart fall är ägnad att skapa allehanda ofog, såsom bristande täthet i elastomerväggen, när kanylen utdrages. För att eliminera detta föreslås att kany- len vid spetsen böjes till en radie innan slipningen, i princip så att planet för slipningen skär tangenten till största ytterradien ungefär vid en punkt som ligger mitt för kanylens oböjda mittaxel. Därmed uppnás att hàlpipeverkan kan undvikas.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i utföringsexempel- form utan begränsande syfte och i anslutning till ritningar- na..

Fig. 1 visar en genomskärningsvy av ett provrör. Fig. 2 visar en genomskärningsvy av en propp för ett provrörs storànde.

Fig. 3 visar en schematisk, förstorad tvärsnittsvy av ett provrörs smalände under påfyllning med en vätska frán en kanylspets. Fig. 4 visar en förstorad bild av en kanylspets.

Fig. 5 visar ett anslutningsdon i genomskärning.

I Fig. 1 visas i genomskärning ett exempel pá ett provrör för uppfinningen, i 4 gángers förstoring och skalenligt. Röret 1, som i detta fall är rotationssymmetriskt, är pressgjutet i ofárgad polystyren, och dess hålighet uppvisar ett smalt cylindriskt parti 2 och ett därtill anslutande, vidgande koniskt parti 3. I ändarna är insatta proppar av elastomerma- terial, i detta fall "Santopren 64". Proppen 4 vid lilländen är tätande och avsedd för att genomträngas med en kanylspets för införande resp. uttagning av vätskeformig provsubstans.

Proppen 5, som visas i ett radiellt tvärsnitt i Fig. 2, där den är löstagen, har den del som är avsedd att insättas i rörets 1 storânde en axiellt löpande vulst, som gör att när proppen är insatt, dess tvärsnitt nära intill blir deforme- rat, sà att det bildas små spalter mellan rörvägg och propp närmast vulsten 6. Som framgår av Fig. 1, har proppens 5 lO l5 20 25 30 35 512 416 5 yttersta, för inträngning primärt ej avsedda ände en öppning 7. Därmed kommer en mikroläcka att erhållas, som eliminerar tryckskillnader uppkomna genom in- resp. urtagning av vätske- formigt prov i rörets innerutrymme. I stället för en mikro- läcka kan man också, som inledningsvis nämnts, anordna någon form av membranförslutning för att erhålla den avsedda tryck- utjämningen och därutöver ett bättre skydd mot avdunstning av särskilt flyktiga ämnen. - För lángtidsförvaring eller köld- förvaring kan denna ände eller rent av båda ändarna förses med ytterligare tätningar. Lämpligen förses ändarna därför med utanpåliggande kantvulster, så som visas i Fig. 1, med dimensioner motsvarande standardmått för krimpbara förslut- ningar av aluminium med membran frilagt på mitten.

Valet av material är beroende av den avsedda användningen.

Det bör vara åtminstone något hydrofobt vid vattenbaserade prov. I flertalet fall är plastmaterial som det nämnda till fyllest, och förmånligt ur tillverkningssynpunkt. Om provet innehåller lösta gaser, måste ett gastätt material användas.

Ytadsorption och absorption kan också i särskilda fall skapa problem, som kan föranleda särskilda materialval, både be- träffande rörmaterialet och valet av elastomermaterial.

Vid detta exempel är rörets totallängd 38,5 mm. Innerdiame- tern är vid den smalaste delen 1,1 mm, och längden av den smala delen ungefär 5 mm, innebärande att i den cylindriska delen kan få plats ungefär 5 pl. Väsentligt större volym får plats om den koniska delen av utrymmet också utnyttjas.

I Fig. 3 visas ett mycket schematiskt visat utsnitt av ett tvärsnitt genom överdelen av det cylindriska kapillärpartiet 2 och proppen 4. Proppen 4 är genomstungen av ett kanylrör 10 med en spets 11. Vid tillförsel av vätska kommer till att börja med vätska att hänga som i en säck bildad av ytspän- ning, för att när dess storlek ökar börja våta innerytan, “ungefär som den streckade lilla droppen A. Denna sväller efter hand via den streckade formen B till full utfyllnad av rörets innerdiameter. När röret blivit utfyllt över hela diametern, händer det lätt att en liten luftblåsa blir kvar i 10 15 20 25 30 35 512 416 6 överhörnet, så som framgår. Den blir, om den uppstår, normalt sfärisk, upptagen i en tänkt tårtbit med lO° vinkel. Vid upphämtning av vätska från provröret är det därför lämpligt att insticka den upphämtande kanylen något längre än den påfyllande.

Vid instickning av kanylen genom elastomerproppen 4 (Fig. 1) inträffar lätt att kanylrörets snett avslipade spets fungerar som en hålpipa och skär ut en liten propp, som till en början sitter i kanylens hål men som kan tryckas ut med vätskan, när den införes. Detta innebär en osäkerhet i hanteringen, dels därför att insprutningshastigheten kan plötsligt öka när proppen lossnar, dels därför att den lilla proppen hamnar i provet och kan tas upp när en annan kanyl skall upphämta vätska, samt täppa till systemet. Vidare kommer den bortskur- na proppen att lämna ett hål efter sig, som alltså inte blir fullt äterslutet, när kanylen àterdrages. Dessutom tenderar en dylik kanyl att inte gå rakt utan böja av vid införandet.

För att undvika dessa problem föredrages att använda en kanyl, som inte har sin första skärande spets i kanylens cylindriska mantelytas förlängning utan nära dess centralax- els förlängning. För att åstadkomma en dylik spets böjer man kanylröret till en radie, gärna över en dorn. Därefter av- slipar man röret utefter ett plan 40 enligt Fig. 4, så att planet 40 skär mantelytans nedåt-utåtvända parti vid en punkt ungefär svarande mot symmetriaxeln 41 till rörets huvudsakli- ga längd. När den så utformade merpropp i ett provrör, kommer sig åt ömse håll i förhållande anbringningsyta kommer att bli sen, varvid nålens slipyta vid spetsen intryckes i en elasto- elastomeren att vilja skilja till spetsen, och elastomerens böjd från båda håll mot spet- sin från spetsen vettande del inte kommer att vilja skära igenom utan mera pressa elastome- ren åt sidan. Det hål som uppstår kommer att bli sådant, att det lätt återförsluts, när kanylen àterdrages.

I Fig. 5 visas i genomskärning ett exempel på ett anslut- ningsdon för användning tillsammans med provröret i Fig. 1.

Anslutningsdonet 50 utgöres i detta fall av ett rör, i vilket 10 15 20 25 30 512 416 7 provröret kan införas, med en botten 51, ur vilken en spets ll till en nål utsticker. På utsidan ansluter kanylröret exempelvis till en plastslang, kopplad till en provkälla, som kan vara till exempelvis det utgående röret till en mikrodia- lyssond, instucken i en patients vävnad. Om röret 50 är så kort, att provröret sticker ut med storänden, när det är instucket och anslutet till kanylen, blir det särdeles enkelt att byta provrör, något som är av värde när man vill ta successiva prover i olika sammanhang. För en periodisk prov- tagning kan till och med helt okvalificerad personal efter kort instruktion betros med utbytet.

I många fall kan en provbehållare enligt uppfinningen även användas tillsammans med kända anordningar för att upphämta prov från botten av ett provrör. Uttagningen sker då enligt känd teknik, genom införande av en kanyl genom provbehålla- rens storändes öppning. Provmängdens läge är ju då särdeles väldefinierat.

Uppfinningen är användbar i en mångfald sammanhang. Det har redan nämnts att den kan användas i humanmedicinska samman- hang, men den kan också användas vid djurförsök, inom växt- fysiologin, vid studier av t.ex. mognadsprocesser inom livs- medelsindustrin och så vidare.

En motsvarande anordning som den i Fig. 5 kan också användas, när ett taget prov sedan skall analyseras, varvid, som redan omnämnts, nålspetsen ll bör ligga något längre ut från bot- tenvâggen.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 512 416 Patentkrav

1. Sätt för uppsamling och hantering av smà vätskeprovmäng- der, varvid vätska tillföres och uttages i en rörformad provbehàllare (1) via ett spetsigt kanylrör, som bringas att genomtränga en elastomertätning (4) vid en mynningsände av provbehàllaren (1), kännetecknat av att provbehàllaren vid sin nämnda mynning är försedd med en innervägg som avgränsar ett làngsträckt utrymme (2) med en diameter av högst 3 mm, som ansluter till elastomertätningen, och av att vid tillför- sel av vätska kanylrörets spets (11) införes innanför elasto- mertätningen så att dess öppning hamnar i nära anslutning till elastomertätningen, för vätskans kvarblivande och undvi- kande resp. minimering av en eventuellt vid tillförsel till en provbehàllare uppkommen bubbla.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att vid uttagning av till provbehàllaren tillförd vätska medelst ett infört kanyl- rör, dettas spets införes något längre än vid tillförsel av vätska, för att förhindra att en eventuell bubbla blir upp- tagen.

3. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att en kanyl användes för genomträngning av elastomertätningen, vilken har sin spets förlagd nära centrumlinjen (41) för kanylens huvud- sakliga utsträckning.

4. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att provbehàllaren har en genomgående axiell kanal (2,3), vars den nämnda elastomer- tätningen motsatta ände är försluten med en propp försedd med en läcka.

5. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att provbehàllaren vid sin nämnda elastomertätning motsatta ände har en eftergivlig tätning. -M 10 15 512 416 9

6. Provbehàllare för hantering av små vätskemängder, vilken är rörformad och försedd med en mynningsände som år till- slutningsbar med en för ett spetsigt kanylrör genomträngbar elastomertätning, kännetecknad av att vid mynningen omedel- bart ansluter en innervägg som avgrânsar ett lángsträckt utrymme (2) med en diameter av högst 3 mm och helst omkring mm, utgörande en del av en genomgående axiell kanal (2), innefattande ett ytterligare, mot den andra änden vidgande utrymme (3).

7. Provbehàllare enligt krav 7, kännetecknad av att den axiella kanalen vid sin mynningsänden motsatta ände har en läckförsedd tätningspropp av elastomermaterial.