液体处理装置的制作方法

本公开涉及液体处理装置。特别地，本公开涉及包括液体处理设备和构造以储存液体试剂的胶囊的液体处理装置。

背景技术：

1、试剂储存胶囊(如泡罩胶囊)通常用于护理点诊断设备以储存用于特定诊断检测(如免疫测定)的液体试剂。胶囊通常由刚性容器和膜(如箔纸)形成，刚性容器由可压缩的材料形成以便清空胶囊，膜用于在向容器填充试剂后密封胶囊。然后可以用密封膜外围的粘合剂层将密封的胶囊连接到护理点诊断设备。

2、为了从胶囊中释放液体试剂，通常会对刚性容器施加按压力或挤压力，从而压缩刚性容器，迫使密封膜与设备内的刺穿结构(如尖头)接触。刺穿结构位于胶囊下方(假设从上方施力)，并且当施加足够的力时在密封膜上穿刺孔。穿刺胶囊后继续按压或挤压迫使液体试剂从胶囊孔中流出并进入设备的流体层。

3、现有设备中使用的液体储存胶囊不能完全充满液体试剂，因为完全充满的胶囊内的液体会被刺穿结构取代，其将以不受控制的方式释放胶囊内的液体。此外，不可能密封完全充满的胶囊，因为胶囊内的液体会弄湿密封膜并扩散到密封区域，从而阻止形成适当的密封。因此，试剂储存胶囊中不可避免地包含一定量的空气。按压或挤压胶囊以挤出液体试剂的动作将气泡引入液体试剂流中，其可能会干扰正在进行的诊断检测。

4、为了缓解这种情况，一些现有设备包括通风室，试剂从胶囊中释放之后，就会被转移到通风室中。通风室允许试剂中的空气逸出。试剂随后从通风室中移出，用于诊断检测。这种方法的缺点在于，通风室需要设备中额外的空间，从而增加了液体处理设备的尺寸。

5、此外，按压或挤压动作可能不足以完全从胶囊中释放所有液体试剂。特别地，释放液体试剂所需的力可能随着胶囊内液体的比例减少而增加。这意味着为了从胶囊中挤出剩余的试剂，可能需要非常大的按压力或挤压力。用于处理护理点诊断设备以进行诊断检测的系统可能无法施加如此大的力来完全释放液体试剂。此外，更大的力的施加可以导致用于连接胶囊和设备的粘合剂失效，从而导致液体试剂从胶囊与设备之间的连接处被挤出。更大的力的施加因此影响粘合剂材料的选择，意味着需要对胶囊箔纸和盒材料高粘合强度的粘合剂，这可以导致护理点诊断设备的成本更高。

6、尽管一种解决方案是使用更大的胶囊，从而只需要一部分液体试剂，但是这种解决方案会导致护理点诊断设备的有限的实际占用面积增加。

7、现有的胶囊制造方法的另一缺点在于热封胶囊的过程可以损坏对温度变化敏感的试剂。这可以通过将胶囊填充到更低的高度缓解，使得液体试剂表面与密封区域之间留有间隙，以减少温度变化对液体试剂的影响。然而，这种方法意味着对于给定体积的液体试剂，需要更大的胶囊。替代方法包括调整密封过程中使用的温度或接触时间，但这些方法可能导致密封质量的降低。

8、因此，需要能够解决上述问题的至少一些的改进的液体处理装置。

技术实现思路

1、此
技术实现要素：
引入的概念在具体实施方式中更详细地描述。这不应被用来确定所要求的主题的必要特征，也不应被用来限制所要求的主题的范围。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种液体处理装置，包括：构造成储存液体试剂的胶囊；液体处理设备，包括：与第一端口流体连通的第一导管；和与第二端口流体连通的第二导管；以及胶囊接口机构，其构造成形成：胶囊中与第一端口流体连通的第一开口；和胶囊中与第二端口流体连通的第二开口；其中形成第一开口和第二开口允许从胶囊中除去液体试剂。

3、在胶囊中形成第一开口和第二开口允许通过第一导管和/或第二导管从胶囊中除去液体试剂。例如，可以通过第一导管供应空气以通过第二导管排出液体试剂。通过以这种方式从胶囊中释放液体试剂，可以从胶囊中除去大部分液体试剂，意味着为了提供一定体积的液体试剂，需要比现有液体处理设备使用的更小的胶囊。

4、在胶囊中形成第一开口和第二开口还允许从胶囊中除去液体试剂，而无需挤压包含液体试剂的胶囊的一部分。因此，液体试剂不会被困在压碎的胶囊的材料中。

5、液体处理设备还可以包括气体供应端口，构造成接收由可变压力源供应的气体；其中气体供应端口与第一导管流体连通；以及其中第一导管构造成将通过气体供应端口接收的气体供应至第一开口，以在第一开口和第二开口形成后从第二开口排出液体试剂。

6、胶囊接口机构可构造成在形成第一开口的同时形成第二开口。通过这种方式，胶囊中的开口可以用单个动作形成。

7、胶囊接口机构可构造成在胶囊的同侧形成第一开口和第二开口。例如，胶囊接口机构可构造成在胶囊密封层中形成第一开口和第二开口。

8、胶囊接口机构可构造成在胶囊底部中形成第二开口。在胶囊的底部中形成第二开口使可以从胶囊中除去的液体试剂的量最大化，因为液体试剂出口(即第二开口)总是低于胶囊中的液体试剂水平。

9、胶囊可以包括可变形材料，其中胶囊接口机构构造成在可变形材料变形时在胶囊中形成第二开口。

10、胶囊和液体处理设备中的一者或多者可包括构造成偏压胶囊与胶囊接口机构分离的可压缩层；其中胶囊接口机构构造成在可压缩层被压缩时在胶囊中形成第二开口。

11、可压缩层可包括与第二导管流体连通的通道，其中构造该通道以允许液体试剂从第二开口流过可压缩层。因此，可压缩层不仅在开口形成前偏压胶囊与胶囊接口机构分离，而且为从胶囊中释放的液体试剂提供了流入液体处理设备的路径。

12、胶囊接口机构可包括构造成穿刺胶囊以形成第二开口的穿刺元件。穿刺元件可设置在通道内。

13、液体处理设备可包括胶囊接口机构。可替代地，胶囊可包括胶囊接口机构的至少一部分。

14、胶囊可包括：构造成储存液体试剂的储液室；入口室和出口室，其中入口室和出口室中每一者与储液室流体连通；第一限制器，构造成防止液体在胶囊中的开口形成前在储液室和入口室之间流动；以及第二限制器，构造成防止液体在胶囊中的开口形成前在储液室和出口室之间流动。

15、胶囊的室间的限制器意味着液体试剂可以以受控的方式从胶囊中释放。特别地，在需要液体试剂的时候，可以迫使液体试剂从储液室进入出口室。这可以通过经由第一开口(可以是入口室)供应空气以经由第二开口(可以是出口室)排出液体来实现。以这种方式排出液体试剂也避免在液体试剂中引入气泡，因为液体试剂可以在单一的体积中排出。

16、此外，限制器起到防止液体在胶囊处理的储存过程中向入口室和出口室填充的毛细管阻挡的作用。

17、胶囊接口机构可构造成在出口室中形成第二开口。胶囊接口机构可构造成在入口室中形成第一开口。

18、第二限制器的横截面积可以大于或等于第二导管的横截面积。通过使第二限制器的横截面积大于或等于第二导管的横截面积，液体处理设备内液体试剂的流速不受通过胶囊中的通过第二限制器的流速的限制。第一限制器的横截面积也可以大于或等于第二导管的横截面积。第一限制器的横截面积可以大于第二限制器的横截面积。

19、出口室可包括在胶囊主体的限定出口室的表面中的凹槽。在胶囊主体的限定出口室的表面上包括凹槽减少为了形成第二开口所需的胶囊主体的取代量。这意味着为了形成第二开口所需的胶囊主体的变形减少了，意味着为了形成第二开口所需的力更小。入口室也可包括在胶囊主体的限定入口室的表面中的凹槽。

20、凹槽可以由刚性材料填充。用刚性材料填充凹槽意味着出口室的表面可以被位移，而不需要符合凹槽形状的可致动元件(也不需要在凹槽内精确定位可致动元件)。因此，可以以更简单的方式形成第二开口，不需要在这种包括可致动元件的液体处理系统内的液体处理设备的精确定位。

21、胶囊可包括构造成密封胶囊主体内的开孔的密封层；其中在胶囊的开口形成前，凹槽的内表面与密封层接触。这意味着凹槽的任何向下位移(例如通过液体处理系统的可致动元件)直接作用于密封层。这使得形成开口所需的力最小化(并且进而使形成开口所需的胶囊主体的变形量最小化)。

22、凹槽的内表面可以与密封层密封。通过防止密封层在凹槽的表面滑动，这进一步减少了形成开口所需的力的量。

23、储液室可以为半泪滴形，其具有与第一限制器相邻的球形部分和在球形部分和第二限制器之间提供锥度的顶点部分。储液室半泪滴形的使用使液体试剂在储液室内的自由表面最小化，同时使储液室的体积最大化，并且使液体试剂在从胶囊中释放液体试剂的过程中保持均一的体积向第二限制器合并的趋势最大化(换言之，使液体试剂在释放试剂的过程中在储液室内分流的趋势最小化)。半泪滴形也使液体试剂在胶囊产生后液体试剂的沉降过程中和在胶囊的处理过程中分流的趋势最小化。

24、球形部分的形状可以由入口角限定，其中入口角是以下线之间的最小夹角：位于储液室的对称平面上并且与球形部分的表面相切的第一线；垂直于胶囊底部的第二线；顶点部分的形状可以由出口角限定，其中出口角是以下线之间的最小夹角：位于储液室的对称平面上并且与顶点部分的表面相切的第三线；垂直于胶囊底部的第四线；并且出口角可以大于入口角。

25、入口室可包括：截断圆顶形的下部，其凹面具有第一曲率；和与下部接合的上部，其中上部为圆顶形，其凹面具有与第一曲率不同的第二曲率；其中第一曲率和第二曲率之间的差异在上部与下部的接合处提供了曲率的阶跃变化。具有这些部分的入口室的使用确保入口室内的流体中的任何微气泡都被截留在入口室内，并在释放液体试剂后保留在入口室的周围。

26、出口室可包括：截断圆顶形的下部，其凹面具有第一曲率；和与下部接合的上部，其中上部为圆顶形，其凹面具有与第一曲率不同的第二曲率；其中第一曲率和第二曲率之间的差异在上部与下部的接合处提供了曲率的阶跃变化。

27、胶囊可包括：包括第一开孔和第二开孔的胶囊主体；构造成密封第一开孔的第一密封层和构造成密封第二开孔的第二密封层；其中第二开孔的面积小于第一开孔的面积。第二开孔的使用提供了向胶囊填充液体试剂的灵活性。例如，可以热封较大的主孔(即第一开孔)，随后通过较小的第二开孔填充液体试剂。这避免了将液体试剂暴露于热封过程中。此外，使用较小的第二开孔意味着可以填充胶囊的更多的部分(例如，如果较小的第二开孔设置在胶囊的顶面上)。

28、胶囊接口机构可构造成在第一密封层中形成第一开口和第二开口。

29、根据本公开的第二方面，提供了除去储存在与液体处理设备附接的胶囊中的液体试剂的方法，该方法包括：在胶囊中形成第一开口和在胶囊中形成第二开口；和通过第一开口供应气体以从第二开口排出液体试剂。

30、通过第一开口供应气体可包括：将液体处理设备的气体供应端口联接到构造成供应气体的可变压力源；以及通过与气体供应端口和第一开口流体连通的导管从可变压力源向第一开口供应气体。

31、第二方面的该方法可用于从第一方面的液体处理装置的胶囊中除去液体试剂。

32、根据本公开的第三方面，提供了计算机可读介质，该介质包括指令，当指令由被构造成接收液体处理装置的液体处理系统的处理器执行时，该指令使液体处理系统执行第二方面的方法。

33、根据本公开的第四方面，提供了制造液体试剂胶囊的方法，该方法包括：使用第一密封件热封胶囊主体中的第一开孔，从而形成容器；通过胶囊中的第二开孔向容器填充液体试剂，其中第二开孔的面积小于第一开孔的面积；以及使用第二密封件密封第二开孔。

34、通过以这种方式构建胶囊，胶囊中的液体试剂不会暴露于热封过程。这是因为胶囊的热封是在向胶囊填充液体试剂之前进行的。因此，如果液体试剂对温度变化敏感，则不会暴露于导致液体试剂损坏的热封过程。

35、可以用压敏粘合剂密封第二开孔。这意味着第二密封件不会使液体试剂暴露于热封过程。

36、根据本公开的第五方面，提供了胶囊，包括：构造成储存液体试剂的储液室；入口室和出口室，其中入口室和出口室中每一者均与储液室流体连通；第一限制器，其构造成防止液体在胶囊中的开口形成前在储液室和出口室之间流动；以及第二限制器，其构造成防止液体在胶囊中的开口形成前在储液室和入口室之间流动。

37、胶囊的室间的限制器意味着液体试剂可以以受控的方式从胶囊中释放。特别地，在需要液体试剂的时候，可以迫使液体试剂从储液室进入出口室。此外，可以排出液体试剂而不会在液体试剂中引入气泡，因为液体试剂可以在单一的体积中排出。

38、此外，限制器起到防止液体在胶囊储存和处理的过程中向入口室和出口室填充的毛细管阻挡的作用。第一限制器的横截面积可以大于第二限制器的横截面积。

39、出口室可包括在胶囊主体的限定出口室的表面中的凹槽。在胶囊主体的限定出口室的表面中包括凹槽减少为了形成第二开口所需的胶囊主体的取代量。这意味着为了形成第二开口所需的胶囊主体的变形减少了，意味着为了形成第二开口所需的力更小。入口室也可包括在胶囊主体的限定入口室的表面中的凹槽。

40、凹槽可以由刚性材料填充。用刚性材料填充凹槽意味着出口室的表面可以被位移，而不需要符合凹槽形状的可致动元件(也不需要在凹槽内精确定位可致动元件)。因此，可以以更简单的方式形成第二开口，不需要这种在对包括可致动元件的液体处理系统内的液体处理设备的精确定位。

41、胶囊可包括构造成密封胶囊主体内的开孔的密封层；其中在胶囊的开口形成前，凹槽的内表面与密封层接触。这意味着凹槽的任何向下位移(例如通过液体处理系统的可致动元件)直接作用于密封层。这使得形成开口所需的力最小化(并且进而使形成开口所需的胶囊主体的变形量最小化)。

42、凹槽的内表面可以与密封层密封。通过防止密封层在凹槽的表面滑动，这进一步减少了形成开口所需的力的量。

43、储液室可以为半泪滴形，其具有与第一限制器相邻的球形部分和在球形部分和第二限制器之间提供锥度的顶点部分。储液室半泪滴形的使用使液体试剂在储液室内的自由表面最小化，同时使储液室的体积最大化，并且使液体试剂在从胶囊中释放液体试剂的过程中保持均一的体积向第二限制器合并的趋势最大化(换言之，使液体试剂在释放试剂的过程中在储液室内分流的趋势最小化)。半泪滴形也使液体试剂在胶囊产生后液体试剂的沉降过程中和在胶囊的处理过程中分流的趋势最小化。

44、球形部分的形状可以由入口角限定，其中入口角是以下线之间的最小夹角：位于储液室的对称平面上并且与球形部分的表面相切的第一线；垂直于胶囊底部的第二线；顶点部分的形状可以由出口角限定，其中出口角是以下线之间的最小夹角：位于储液室的对称平面上并且与顶点部分的表面相切的第三线；垂直于胶囊底部的第四线；并且出口角可以大于入口角。

45、入口室可包括：截断圆顶形的下部，其凹面具有第一曲率；和与下部接合的上部，其中上部为圆顶形，其凹面具有与第一曲率不同的第二曲率；其中第一曲率和第二曲率之间的差异在上部与下部的接合处提供了曲率的阶跃变化。具有这些部分的入口室的使用确保入口室内的流体中的任何微气泡都被截留在入口室内，并在释放液体试剂后保留在入口室的周围。

46、出口室可包括：截断圆顶形的下部，其凹面具有第一曲率；和与下部接合的上部，其中上部为圆顶形，其凹面具有与第一曲率不同的第二曲率；其中第一曲率和第二曲率之间的差异在上部与下部的接合处提供了曲率的阶跃变化。

47、胶囊可包括：包括第一开孔和第二开孔的胶囊主体；构造成密封第一开孔的第一密封层和构造成密封第二开孔的第二密封层；其中第二开孔的面积小于第一开孔的面积。

48、第五方面的胶囊还可以包括与第一方面的液体处理装置一起使用的胶囊的任何特征。