一种高保真样品安全保存管的制作方法

本发明属于实验器材技术领域，具体涉及一种高保真样品安全保存管。

背景技术：

在实验室中，样品保存管(亦称样品管)是获取和储存各种样品的重要工具。样品保存管通常被要求能适应各种温度条件(如常温和低温，某些生物样本要求在-196℃超低温条件下冻存)，能高保真地保存样品，且可防止管内样品泄露导致的生物安全、毒性安全危害，能适应运输过程中的颠簸震荡和翻倒等复杂条件，及操作时取用方便等等。

现有的样品保存管大多存在如下缺陷：

1.对危险样品(如高致病细菌、病毒、毒性物质等)保存的安全性低，即其没有针对防渗漏的生物安全、防毒性安全专门设计和取用记忆功能；所谓取用记忆功能，是指在从样品保存管中首次取样后，能在样品保存管上留下痕迹，以告知使用者该生物样品保存管是否已经被破坏或被取用。

2.单管盖设计的管盖内面易受样本液粘染，管盖被取下后，其内部沾染的样本液会在空气中形成含有毒有害物质、病原体的气溶胶，污染环境，对操作人员造成威胁，故而现有的样品保存管只能在生物安全柜或毒气橱中操作。

3.管盖与管体连接处的普通螺纹口，当受到运输过程中颠簸或倒置的时候易渗漏，进而管内的样本液会污染环境，不利于运输和储存。

4.大多靠标签和条目进行信息记录，长时间保存可能会出现字迹模糊无法溯源等问题，从而导致无法进行信息识别。有的样品保存管将二维码固定在管体底部，容易在运输过程中发生磨损，常因为二维码扫描不出而成为废管，给用户造成损失。

专利号为201520438553.5的中国专利公开了一种新型生物安全样本保存管，它包括管体和盖体；盖体上设有开起的上盖、密封层和中空腔，中空腔位于盖体的内部且纵向贯穿盖体，在中空腔的顶端设有开起的上盖，在中空腔的底端设有密封膜(如锡箔纸类等)。该专利具有以下优点：

1.采用生物安全设计，独特的双盖体设计，可在内部形成与外界隔离的密闭空间，具有保存危险生物样本的能力；在对生物样品保存管进行正确取样后，会造成盖体内密封膜的破损，即在生物样品保存管上留下了已使用标记，由此实现了取用记忆功能。

2.无需拧开管盖盖体即可取样，操作方便。通过将盖体顶部的上盖的打开，用移液器吸头戳破盖体内的密封膜即可方便取样，提高了取样操作的简便性和安全性。

3.由于无需拧开中盖盖体即可取样，内部沾染的样本不会因为广泛接触外界空气而形成含有病原体的大量气溶胶，故而可以脱离生物安全柜独立安全操作。

4.采用外置的激光二维码进行信息记录，避免了因长时间保存或运输磨损而导致字迹模糊进而影响后续样本的信息溯源的问题，可长期有效地进行信息识别。

但是，上述201520438553.5号专利技术在实际推广使用过程中发现存在如下缺陷：

1、盖体上的一层锡箔纸类密封膜不易与盖体本身压合成一体，制作难度大，制作成本高，限制了该专利技术的大范围推广使用。在盖体上复合铝箔一般采用热封或焊接工艺，这些工艺不具备一体成型性，不仅工艺复杂，而且可能由于封合不牢或虚焊导致发生样品泄露等风险。

2、实验室移取样品保存管中的样本或样品时，通常使用移液枪(也有用取样针的，还有用玻璃吸管或塑料吸管的)。移液枪是移液器的一种，常用于少量或微量液体的移取，不同规格的移液枪配套使用不同大小的塑料枪头(多为一次性使用的)。上述专利由于锡箔纸类密封膜较厚，在用移液枪移取生物样本，将移液枪枪头戳入密封膜时，常发生密封膜不易戳破和移液枪枪头打滑现象，造成移液枪枪头受损变形及大量损耗。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高保真样品安全保存管，以解决移液枪枪头易打滑易受损变形、盖体上的密封层由于封合不牢易发生样品泄露风险等问题。

本发明要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种高保真样品安全保存管，它包括从下到上依次连接的管体、中盖、上盖；在中盖上设有与管体轴向垂直的密封层，在密封层的上表面中间位置有一个易于被取用设备或取样器具的顶端(如移液枪枪枪头、取样针针头、吸管顶端等)戳破的易戳破点，从易戳破点向周围分布有多条凹痕，易戳破点及多条凹痕处的厚度比密封层上其它部位的厚度薄。

密封层上易戳破点的大小与取样器具顶端(移液枪枪头或取样针针头或吸管顶端)大小适配，易戳破点的厚度能确保取样器具顶端(移液枪枪头或取样针针头或吸管顶端)很容易地戳破密封层；易戳破点周围的多条凹痕的厚度能保证密封层被戳破后易撕裂(易于从凹痕处撕裂开来)。

进一步的，易戳破点位于密封层的上表面正中心位置，多条凹痕可对称或按其它规律分布在易戳破点四周。

进一步的，中盖和中盖上的密封层，以及密封层上的易戳破点和多条凹痕，是通过模具采用注塑一体成型工艺制作而成的；密封层上的易戳破点和多条凹痕是由于密封层上不同部位的注塑层厚薄不一形成的，易戳破点和多条凹痕处的注塑层比密封层上其它部位的注塑层薄。

进一步的，密封层上易戳破点和多条凹痕处的厚度为0.1～3mm，密封层上其它部位的膜层厚度为0.3～5mm。

更进一步的，该样品安全保存管用于保存生物样本或其它少量样品时，密封层上易戳破点和多条凹痕处的厚度为0.1～0.5mm，密封层上其它部位的厚度为0.3～0.8mm。

中盖与上盖之间可以通过螺纹连接或套接在一起(取样时可打开上盖，露出中盖上部结构，将取样器具顶端对准密封层的易戳破点戳入，即可很容易地戳破密封层，安全轻松方便地移取管内的样品)；中盖与上盖之间也可以通过柔性铰链或转轴和卡扣连接在一起(取样时可打开上盖，露出中盖上的密封层，将取样器具顶端对准易戳破点戳入，即可很容易地戳破密封层，安全轻松方便地移取管内的样品)。

进一步的，中盖包括连接在一起的向下凸出的外圈环套、向上凸出的内圈凸环；中盖的外圈环套与管体密封连接；中盖的内圈凸环与上盖连接。

更进一步的，管体上部外壁上设有一圈单向棘齿，中盖的外圈环套内壁上设有与管体上的单向棘齿相对应的一圈齿状凹槽，管体与中盖之间通过棘齿啮合进行密封连接。

更进一步的，上盖下部内壁上设有一圈内螺纹，中盖的内圈凸环外壁上设有与上盖内壁上的内螺纹相对应的一圈外螺纹，中盖与上盖之间通过螺纹连接。

进一步的，管体底部设有可嵌入激光二维码片，并可使激光二维码片下端面高于管体下端面的内凹部分。

更进一步的，在管体底部的内凹部分嵌入有可快速读取信息的激光二维码片，激光二维码片的下端面(下端外表面)高于管体的下端面，使激光二维码片不易受到磨损。

进一步的，上盖顶面上设有可与扳手或旋盖机连接的向内凹陷的多角形(一般为六角形或八角形)凹坑。

上盖、中盖均可采用各种材料制成，优选采用HDPE材料注塑一体成型。

管体可采用各种材料制成。管体上可设容积刻度。

本发明的高保真样品安全保存管(简称样品管)，使用方法如下：

使用时，可先将上盖与中盖连接在一起(可旋接、扣接或套接)，再将样品装入管体内，然后将已连接在一起的上盖和中盖的组合体再于管体上面(可采用手动旋入、单头电动扳手手持旋入；也可以将管体插入冻存管盒的防转孔内，再用扳手或采用步进式全自动加样旋盖机进行旋盖，旋入上盖和中盖的组合体)连接，中盖与管体旋接在一起，右旋到位后，中盖即与管体上的单向棘齿互相啮合，无法回旋；可以通过专用管理软件与管体预制二维名的唯一性信息衔接对样品进行信息化的管理，也可以将样品信息制作进二维码片内，再将激光二维码片嵌入管体底部的深凹坑内进行管理；最后，将样品管放入配套管盒中，将管盒按样品保存要求进行保存(如放入冰箱冻存等)。

需要移取管内的样品时，将样品管从管盒内取出来，先读取管体底部的激光二维码信息，确认信息无误后，再拧开或掀开上盖，露出中盖上部结构，将移液枪枪头对准密封层的中心处戳入，即可很容易地戳破密封层，安全轻松方便地移取管内的样品。

移取完样品后，再将上盖盖上，放回管盒。这时，由于密封层已戳破，下次再使用或检查时，就能知道该样品是已经开封使用过的了。

本发明的有益效果：

本发明一种高保真样品安全保存管，与现有技术相比，最大的特点是提高了安全性和密封性，制作工艺简单，容易实现，而且解决了移液枪枪头易打滑易受损变形的问题；其次还具有高保真性，实现了取用记忆功能。

本发明的高保真样品安全保存管(简称样品管)，具体有以下几大优点：

(一)制作工艺简单，容易实现，提高了安全密封性能。

1、该高保真样品安全保存管中盖的密封层没有采用目前通常使用的复合铝箔的热封或焊接工艺，而是采用了注塑一体成型工艺，减少了工艺的复杂性。

2、这种注塑一体成型制作工艺，不仅制作工艺简单方便，而且，可一体成型，提高了安全密封性能，避免了热封或焊接中由于压合不牢或虚焊产生的泄露等风险。

3、这种注塑一体成型制作工艺，制作成本低，适合大范围推广使用。

(二)密封层易戳破，减少了移液枪枪头的受损变形，减少了对样品的污染。

1、中盖的密封层采用一次性注塑成型的易戳破易撕裂凹痕结构(包括易戳破点及多条凹痕)设计，一方面可保证密封层的密封强度和密封完整性，另一方面又可以利用易戳破点及多条凹痕与周围其它部位的厚薄差异，利用戳力以及在戳力作用下产生的切变力撕开裂痕的原理轻松撕裂密封层：取样器具施加的戳力作用在密封层的易戳破点上，使易戳破点戳破一个小口子，易戳破点周围分布的多条凹痕，在戳力作用下发散，使密封层从易戳破点沿着周围分布的多条凹痕撕裂开来，使取样器具易于进入管体内，进而达到取用管内样品的目的。

中盖的密封层以易戳破点为中心，该中心以及分布在该中心四周的多条凹痕设计，由于该中心处特别薄，从该中心处戳入，能确保移液枪枪头很容易地戳破密封层，不会发生移液枪枪头打滑现象，不会造成移液枪枪头受损变形，从而可大大减少移液枪枪头的损耗。

2、中盖的密封层上的易戳破点中心，以及分布在该中心四周的多条凹痕，形成的易戳破易撕裂结构，还能确保取样器具顶端戳入密封层以后，保证密封层从中心处轻松撕裂，且保证不会有撕裂的碎屑进入样品管而污染样品，由此减少了对样品的污染。

(三)具有高保真性，能确保样品管中的样品的原始性、保真性，实现了取用记忆功能，提高了样品的安全性。

1.密封层刺破后不可复原，这样就可以确保管子中的样品的原始保真性。在对样品保存管进行正确取样后，会造成中盖上密封层的破损，即在生物样品保存管上留下了已使用标记，由此实现了取用记忆功能，提高了样品的安全性。

2、管体与中盖连接处采用棘齿啮合密封层连接。当中盖右旋到位后，中盖和管体上的单向棘齿互相啮合，无法回旋。这样就无法重复开盖，达到了安全储存样品的功能。此时的安全保存管管子装入管盒后，能满足保存要求，也能作为样品库个体单元单独存放。也就是说，中盖与管体之间，一旦旋紧到位后，就再也不能旋开了。如果借助工具使用强外力强制使其旋开，则旋开后即损坏，管子就不能用于安全储存样品了。由此也确保了管子中的样品的原始保真性。

(四)使用便捷，安全性更高。

当中盖右旋到位后，中盖和管体上的单向棘齿互相啮合，无法回旋。如要提取样品，旋开或掀开外盖，将移液枪枪头从中心处戳入，就可以很容易地戳破中盖内圈中的密封层，安全提取样液管中的样品，此时的外盖内壁不会被样品液体污染，确保了试验取样人员的安全。

(五)密封性能更好，运输储存方便。

中盖由于采用的是注塑一体成型制作工艺，密封层无泄露，密封性能好，无论如何颠簸和翻覆，管体内的样本均不会因泄漏而污染环境，方便了运输与储存。

(六)移取完样品后，将上盖盖上，戳破中盖的密封层的样本管还可以象普通单盖管一样在内部重复使用，没有增加用户的成本和工作量。

(七)快捷安全的样品识别技术，激光二维码片使用寿命长。

样品管底部嵌入了可以快速读取的激光二维码片，可以写入样品信息等数据，可以单独识别，也可以在专用冻存管盒内进行批量扫描读取，这样就确保了样品信息的准确性。原有的安全保存管其激光二维码片是通过可拆卸结构或固定式结构安装于管体底部，运输过程中易发生磨损，常因为二维码扫描不出而成为废管。本发明将激光二维码片嵌入管体底部的深中心内，使激光二维码片的下端面(下端外表面)高于管体的下端面，使激光二维码片不与外界物品直接接触，由此可避免激光二维码片的下端外表面受到磨损，延长其使用寿命。

本发明的高保真样品安全保存管，不仅可以用于安全密封保存各种生物或化学样品和样本，而且可以用于安全密封储存各种生物或化学品，还可以用于安全密封储存各种食品饮料(一次性塑料吸管从易戳破点中心戳入，很容易戳破中盖内圈的密封层)，甚至可以用于环境、矿业、物流等多个领域。

附图说明

图1是本发明的高保真样品安全保存管的立体结构示意图；

图2是本发明的高保真样品安全保存管的剖视结构示意图；

图3是本发明中的中盖2的立体结构示意图；

图4是本发明中的中盖2的剖视结构示意图；

图5是本发明中的中盖2的俯视结构示意图(能看到密封层23的结构)；

图6是本发明中的中盖2的仰视结构示意图(能看到中盖与管体棘齿啮合部分的结构)；

图7是本发明的高保真样品安全保存管的仰视结构示意图。

图中标号说明：1、管体 11、单向棘齿 12、内凹部分

2、中盖 21、外圈环套 22、内圈凸环 26、齿状凹槽

23、密封层 24、凹痕 25、易戳破点

3、上盖 31、八角形中心

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1～图7所示，本发明一种高保真样品安全保存管，它包括从下到上依次连接的管体1、中盖2、上盖3；中盖2包括连接在一起的向下凸出的外圈环套21、向上凸出的内圈凸环22；中盖的外圈环套21与管体1密封连接；中盖的内圈凸环22与上盖3连接；中盖的内圈凸环22的底部设有一层与管体轴向垂直的密封层23；在密封层的上表面中心有一个易戳破点25，该易戳破点的大小与移液枪枪头顶端大小适配；多条凹痕24对称分布在易戳破点25四周并与易戳破点25相连，多条凹痕24从易戳破点25向四周发散状分布并延伸到密封层周边。易戳破点25和多条凹痕24将一整块密封层分成了对称的多瓣，形成了对称的多瓣易撕裂结构。

中盖的外圈环套21、内圈凸环22、密封层23以及密封层上的易戳破点25和多条凹痕24，是通过同一模具采用注塑一体成型工艺制作而成的，密封层上的易戳破点和多条凹痕是由于密封层上不同部位的注塑层厚薄不一形成的，易戳破点和多条凹痕处的注塑层比密封层上其它部位的注塑层薄。该样品安全保存管用于保存生物样本或其它少量样品，密封层23上易戳破点25和多条凹痕24处的膜层厚度为0.15mm，密封层23上其它部位的膜层厚度为0.35mm。易戳破点25处的膜层厚度能确保移液枪枪头很容易地戳破密封层；多条凹痕24的厚度，能保证戳破后密封层易撕裂。

上盖3下部内壁上设有一圈内螺纹，中盖的内圈凸环22外壁上设有与上盖内壁上的内螺纹相对应的一圈外螺纹，中盖与上盖之间通过螺纹连接。取样时可拧开上盖，露出中盖上部结构，将移液枪枪头对准密封层的易戳破点处戳入，即可很容易地戳破密封层，安全轻松方便地移取管内的样品。

管体1上部外壁上设有一圈单向棘齿11，中盖的外圈环套21内壁上设有与管体上的单向棘齿相对应的一圈齿状凹槽26，管体与中盖之间通过棘齿啮合进行密封连接。

上盖顶面上还设有向内凹陷的多角形凹坑即八角形中心31，该八角形中心可与扳手或旋盖机连接，以便快速进行旋盖操作。

管体1底部设有可嵌入激光二维码片，并可使激光二维码片下端面高于管体下端面的内凹部分12。在管体底部的内凹部分12嵌入有可快速读取信息的激光二维码片，激光二维码片的下端面(下端外表面)高于管体的下端面，使激光二维码片不易受到磨损。

上盖采用蓝色、绿色或者其它代表旋出安全的颜色的材料注塑而成，蓝色或绿色之类的颜色代表旋出安全。

中盖采用黄色、橙色或红色等带警示性的颜色的材料注塑而成，这些带警示性的颜色代表管内样品的安全性及重要性。

管体(管身)可采用各种材料(如PP等)注塑而成，管身表面高透，管身正面有磨砂纹的公司标识LOGO，管身背面设有容积刻度。

管体底部的激光二维码片采用黑底白码。

上述高保真样品安全保存管(简称样品管)，使用方法如下：

使用时，先将上盖与中盖旋接在一起，再将样品装入管体内，然后将已连接在一起的上盖和中盖的组合体再旋接在管体上面，中盖与管体旋接在一起，右旋到位后，中盖即与管体上的单向棘齿互相啮合，无法回旋；之后，将样品信息等数据写入激光二维码片，将激光二维码片嵌入管体底部的深中心内；最后，将样品管放入冻存管盒，将冻存管盒放入冰箱冻存。

需要进行取样，需要移取管内的样品时，将样品管从冰箱和冻存管盒内取出来，先读取管体底部的激光二维码信息，确认信息无误后，再掀开上盖，露出中盖上部结构，将移液枪枪头对准密封层的中心中心处戳入，即可很容易地戳破密封层，之后可安全轻松方便地移取管内的样品。该过程能有效避免样本的外泄，防止样本污染。并且，取样时，外盖内壁不会被样品液体污染，确保了试验取样人员的安全。

移取完样品后，再将上盖盖上，放回管盒。这时，由于密封层已戳破，下次再使用或检查时，就能知道该样品是已经开封使用过的了。

由于密封层戳破后不可复原，这样就确保了管子中的样品的原始保真性。检查密封层完好无损，就可知道管中样品是原始载入的，激光二维码片上的信息也是真实的。一旦发现密封层已破损，就知道样品是已经开封使用过的了。

由于中盖右旋到位后，无法回旋，这样也确保了管子中的样品的原始保真性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述和说明的只是本发明的原理和其中的一种具体实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进(如临床广泛使用的采血管等)，这些变化和改进都落入本发明要求的保护范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。