用于通过抽真空容器实现血液气体样本稳定的大气平衡真空

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月14日提交的并且标题为“用于通过抽真空容器实现血液气体样本稳定的大气平衡真空(ATMOSPHERIC-BALANCED VACUUM FOR BLOOD GAS SAMPLESTABILIZATION WITH AN EVACUATED CONTAINER)”的美国临时申请第62/684,800号的优先权和权益，所述美国临时申请的全部内容被通过引用全文并入本文中。

技术领域

总体上，本发明涉及一种用于收集生物流体样本的收集装置以及一种制造用于收集生物流体样本的大气平衡的流体收集装置的方法，更特别地，涉及一种用于与血液气体分析结合使用的与抽真空血液收集管集成的血液样本收集装置，甚至更特别地涉及一种血液样本收集装置，所述血液样本收集装置被设计成使用“大气平衡真空”来抽取血液以确保血液暴露至如在标准的动脉血液气体(ABG)注射器中所发现的样本大气分压力氧气水平和分压力二氧化碳水平，从而实现收集期间的血液气体样本稳定。

背景技术

基于1mL-3mL的注射器的平台通常被血液气体实验室的测试所接受。基于所采用的填充方法，当前的血液气体装置分为两类：(1)柱塞-使用者辅助的和(2)排气式-血液压力辅助的。这些注射器构造通常要求使用者遵循涉及空气吹扫、加帽/密封、以及抗凝剂混合步骤的规程，以确保对于诊断仪器中的分析不损害血液样本的质量。除了复杂的多步骤工作流程以外，常规的血液收集注射器大大地提高在空气排出和加帽过程期间发生血液暴露的安全风险。

在美国专利号9,649,061中公开一种用于血液收集的最新装置，所述装置用于收集少量的血液样本并且将一部分样本分配至旨在或被设计成分析所述样本的装置(比如即时测试装置或近患者测试装置)中，所述美国专利的全部内容被通过引用并入本文中。其中所公开的血液样本收集装置被集成于抽真空容器内，比如本发明的受让人Becton，Dickinson and Company(贝克顿迪金森公司)所拥有的BD

在本领域中，需要一种大气平衡的真空管架构，所述大气平衡的真空管架构降低血液气体偏压并且能够在使用常规的血液收集装置进行血液真空抽取期间实现稳定的血液气体水平。在本领域中还需要一种大气平衡的真空管架构，所述大气平衡的真空管架构通过降低通过塑料管的气体渗透速率而提供优异的真空保存期限。在本领域中，进一步需要一种大气平衡的常规的标本收集容器，比如抽真空血液收集管，其通过降低通过塑料材料的气体渗透速率而提供优异的真空保存期限。

发明内容

本公开的动脉血液气体(ABG)大气平衡的真空管的主要优点是减少血液收集工作流程步骤以及与常规的(ABG)注射器血液收集装置相关联的血液暴露。本公开的装置提供简化的使用者工作流程，因为它使用真空抽取方法来将抗凝剂均匀地混合于无空气的固定的最大的血液样本中。插塞元件位于尖端帽中的固定的位置处。该插塞元件为可渗透空气的且不可渗透液体的，以使得能够在装置填充时吹扫空气并且随后在血液接触时密封。本公开的这种大气平衡的真空设计容许从所述抽真空管移除分配器构件，这容许针对诊断仪器盒的受控的样本分配器或借助于/通过血液气体诊断端口中的探针进行抽吸。

根据一个方面，本发明包括一种生物液体收集装置，所述生物液体收集装置包括：用于接收生物液体样本的收集模块；具有敞开端和封闭端的抽真空容器，其中所述抽真空容器在其中容纳所述收集模块，以及用于封闭所述抽真空容器的敞开端的封闭件。所述抽真空容器包括大致上等同于所述抽真空容器的外部的大气的气体成分的气体成分。

所述抽真空容器内的气体成分包括氧气、氮气和二氧化碳。位于所述抽真空容器内的气体成分中的氧气可以具有大致上等于所述抽真空容器的外部的大气氧气的分压力的分压力。位于所述抽真空容器内的气体成分中的二氧化碳也可以具有大致上等于所述抽真空容器的外部的大气二氧化碳的分压力的分压力。

根据一个实施例，所述气体成分可以包括大约55％的氧气、大约43％的氮气和大约0.1％的二氧化碳。所述抽真空容器可以具有300mmHg的总压力，并且所述抽真空容器中的气体成分内的氧气可以具有大约160mmHg的分压力。根据另一个实施例，所述抽真空容器可以具有300mmHg的总压力，并且所述抽真空容器中的气体成分内的二氧化碳可以具有大约0.3mmHg的分压力。根据又一个实施例，所述抽真空容器可以具有300mmHg的总压力，并且所述抽真空容器中的气体成分内的氧气可以具有大约160mmHg的分压力，并且所述抽真空容器中的气体成分内的二氧化碳可以具有大约0.3mmHg的分压力。所述抽真空容器的外部的大气空气的总压力可以为大约760mmHg(取决于温度和海拔高度)，并且外部空气的气体成分内的氧气具有大约160mmHg的分压力，并且所述外部空气的气体成分内的二氧化碳具有大约0.3mmHg的分压力。

所述收集模块可以包含具有：样本引入开口的第一端；具有样本分配开口的第二端；在所述样本引入开口与所述样本分配开口之间延伸的通道；以及覆盖所述壳体的第二端的多孔插塞。所述封闭件被构造成封闭所述收集模块中的样本引入开口，并且所述封闭件包括可刺穿的自密封塞。所述多孔插塞可以被设计成容许空气从所述收集模块的通道通过同时防止所述生物液体样本通过其中。

根据另一个方面，本发明包括一种生物液体收集装置，所述生物液体收集装置包括：用于接收生物液体样本的收集模块；在其中容纳所述收集模块的抽真空容器；以及用于封闭所述抽真空容器的敞开端的封闭件，其中所述抽真空容器包括气体成分，所述气体成分具有富氧内含物，所述富氧内含物具有的分压力大致上等于或大于所述抽真空容器的外部的在大气压力为760mmHg时空气中的氧气的分压力。在另一种构造中，可以解决不同的海拔高度，因为可以使用小于760mmHg的不同的空气压力。

所述抽真空容器可以具有大约300mmHg的压力，并且所述抽真空容器内的氧气的分压力为大约160mmHg。所述气体成分可以包含二氧化碳和氮气，并且所述抽真空容器内的二氧化碳的分压力可以为大约0.3mmHg，并且所述抽真空容器内的氮气可以为大约140mmHg。

根据一个实施例，所述抽真空容器具有大约300mmHg的压力，并且所述抽真空容器内的氧气的分压力大于160mmHg。所述气体成分可以包括大约55％的氧气。所述气体成分可以进一步包括大约43％的氮气和大约0.1％的二氧化碳。

根据又一个方面，一种制造大气平衡的流体收集装置的方法包括：提供具有敞开端和封闭端的容器，所述容器限定室；在所述容器内抽真空以将大部分气体从所述室内移出；用气体成分对所述室进行反吹扫，所述气体成分为成比例的以等同于所述抽真空容器的外部的大气的气体成分，其中实施对所述室的反吹扫直至在所述容器内达到预定的真空压力；以及封闭所述容器的敞开端。

所述容器内的预定的分压力为300mmHg，并且所述气体成分包括具有大约160mmHg的分压力的大约55％的氧气。

所述方法进一步包括将流体收集模块放置于所述容器内，其中所述流体收集模块包括：具有样本引入开口的第一端；具有样本分配开口的第二端；在所述样本引入开口与所述样本分配开口之间延伸的通道，以及覆盖所述壳体的第二端的多孔插塞。所述多孔插塞适于容许空气从所述收集模块的通道通过同时防止所述生物液体样本通过其中。

附图说明

通过参考结合附图对本公开的实施例的以下描述，本公开的上述和其它特征和优点以及实现它们的方式将变得更加显而易见，并且将更好地理解本公开本身，其中：

图1为根据本公开的一个方面的生物液体收集装置的前视立体图，所述生物液体收集装置具有设置于所述外部壳体内的收集模块；

图2为图1的根据本公开的一个方面的生物液体收集装置的局部剖视侧视图；

图3A-3B为图1和2的根据本公开的一个方面的放大的局部剖视侧视图，其示出封闭所述液体收集室的所述多孔插塞；

图4A-图4B为示意图，其示出根据本领域中已知的原理在常规的

图5A-5D为示意图，其示出根据本公开的抽真空管以及形成大气平衡的抽真空管的方法的示意图；

图6为示出根据本公开的一个方面的管真空保存期限的原理的示意图；

图7A-7B为根据本公开的方面的将血液气体样本分配至测试装置中的立体图；

图8为曲线图，其示出根据所公开的发明的氧气回填管以及非回填管的管压力对时间的关系；

图9为曲线图，其示出根据所公开的发明的10mL的16X125氧气回填管以及10mL的16X125非回填管的抽取体积百分比损失对时间的关系；

图10为曲线图，其示出根据所公开的发明的10mL的16X100氧气回填管以及10mL的16X100非回填管的抽取体积百分比损失对时间的关系；

图11为曲线图，其示出根据所公开的发明的5mL的13X100氧气回填管以及5mL的13X100非回填管的抽取体积百分比损失对时间的关系；

图12为曲线图，其示出根据所公开的发明的2mL的13X75氧气回填管以及2mL的13X75非回填管的抽取体积百分比损失对时间的关系；以及

图13为曲线图，其示出根据所公开的发明的1mL的13X75氧气回填管以及1mL的13X75非回填管的抽取体积百分比损失对时间的关系。

在几个视图中，相对应的附图标记表示相对应的部件。本文中所阐述的示例示出本公开的示例性实施例，并且这样的示例不应当被解释为以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

提供以下描述以使本领域中的技术人员能够制造和使用预期用于实现本发明的所描述的实施例。然而，对于本领域中的技术人员而言，各种修改、等同、变形以及替代将保持为显而易见的。任何和所有这样的修改、变形、等同以及替代旨在落入本发明的精神和范围内。

为了以下描述的目的，术语“上部的”、“下部的”、“右方的”、“左方的”、“竖直的”、“水平的”、“顶部的”、“底部的”、“侧向的”、“纵向的”以及其派生词应当在它具有附图中的取向时与本发明有关。然而，应当理解的是，除非相反地明确地说明，本发明可以采取替代的变形和步骤顺序。还应当理解的是，附图中所示的以及以下说明书中所描述的特定的装置和过程仅仅为本发明的示例性实施例。因此，与本文中所公开的实施例有关的特定的尺寸和其它物理特征不应当被认为是限制性的。

参考图1-2，其示出总体上表示为附图标记1的生物液体收集装置，所述生物液体收集装置具有设置于外部壳体或根据本公开的一个方面的抽真空容器34内的收集模块10。收集模块10适于接收比如血液样本的生物液体样本，并且包含壳体12、封闭件14、混合室16、保持室18、盖26，如图2中所示，以及启动构件22。

在一个实施例中，壳体12包含第一端24、第二端26以及通道28，所述通道28在第一端24与第二端26之间延伸并且在壳体12的第一端与第二端之间提供流体连通。通道28具有在壳体12的第一端24处的样本引入开口30，以及在壳体12的第二端26处的样本分配开口32。混合室16和保持室18被设置成与通道28流体连通。混合室16和保持室18被定位成使得被引入至通道28的样本引入开口30中的比如血液样本的生物流体样本将首先穿过混合室16并且随后在到达通道28的样本分配开口32之前传递至保持室18中。以这种方式，在稳定的样本被接收并且存储于保持室18内之前，血液样本可以与设置于混合室16内的抗凝剂或其它添加剂混合。

当血液样本流动通过通道28时，混合室16容许血液样本与抗凝剂或另一种添加剂(比如血液稳定剂)的被动混合。混合室16的内部部分可以具有任何合适的结构或形式，只要它在血液样本通过通道28时提供血液样本与抗凝剂或另一种添加剂的混合。混合室16可以包含沉积于混合室16上或该混合室内的干燥的抗凝剂，比如肝素或EDTA。混合室16例如可以包含开孔泡沫，所述开孔泡沫包含分散于开孔泡沫的孔内的干燥的抗凝剂，以促进流通式混合和抗凝剂吸收的有效性。

在通过混合室16之后，血液样本可以被引导至保持室18。保持室18可以采取任何合适的形状和大小以存储所期望的测试所需的足够的体积的血液，例如500μl或更小。在图1和2中所示的实施例中，保持室18由壳体12的一部分结合围绕壳体12的外部固定的弹性套筒40限定。弹性套筒40可以由柔性的、可变形的以及能够与壳体12提供不透流体的密封的任何材料制成，包含但不限于天然的或合成的橡胶以及其它合适的弹性体材料。

继续参考图1和2并且进一步参考图3A和3B，多孔插塞或排气插塞44设置于壳体12的第二端26处并且塞住通道的样本分配开口32。排气插塞44的构造容许空气通过其中并且离开收集模块10同时防止血液样本通过其中并且可以包含疏水性过滤器。排气插塞44具有所选择的空气通过阻力，所述空气通过阻力可以被用来精细地控制通道28的填充速率。通过改变插塞的孔隙率，可以控制空气从插塞44流出的速度以及因此血液样本流入收集模块10的速度。如果血液样本至收集模块10中的流动速度太快，则可能发生溶血。如果血液样本至收集模块10中的流动速度太慢，则样本收集时间可能过长。

封闭件14与壳体12的第一端24接合以密封通道28。封闭件14容许将血液样本引入至壳体12的通道28中并且可以包含可刺穿的自密封塞36，所述自密封塞具有外部护罩38，比如在市场上可从贝克顿迪金森公司(Becton，Dickinson and Company)买到的Hemogard

现在参考图4A-4B，起示意性地示出根据本领域中已知的原理在常规的或现有技术的抽真空容器134(比如

现在参考图5A-5D，其示意性地示出根据本公开的大气平衡的液体抽真空容器34以及制备大气平衡的抽真空管34的方法，其中容纳收集模块10的抽真空容器34包括气体成分，所述气体成分大致上等同于抽真空容器34的外部的大气的气体成分。所提出的装置使真空室内的氧气O

当前所公开的装置和方法将血液样本收集至真空室中或抽真空容器34中，在所述抽真空容器中，血液暴露至在标准的动脉血液气体注射器中所发现的相同的大气氧气分压力(PO

图5B中所示的本公开的具有300mmHg的总压力的抽真空容器34与图4A和5A中所示的常规的抽真空容器134的不同之处在于具有300mmHg的总压力和234mmHg的氮气分压力PN

大气平衡的分压力PO

现有技术的抽真空容器134中的真空保存期限的损失归因于通过塑料管的气体渗透，所述气体渗透由塑料屏障处的大气压力和真空分压力梯度驱动，如图6中所示。氮气最少地导致真空损失，因为氧气的渗透系数在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(在典型的抽真空管中主要地使用的塑料)中高出一个数量级。大气平衡的真空管架构提供优异的真空保存期限，因为平衡的PO

可以理解的是，长时间暴露于高氧条件的患者可能经历高于正常值的氧气分压力，所述氧气分压力可能超过500mmHg。在这些条件下，气体被迫以未结合状态溶解于血液的血浆中而一小部分仍然与血红蛋白结合。在血液气体分析期间，由于当血液暴露至大气时血浆中的氧气具有与分压力梯度组合的高溶解气体交换速率，所以这些样本在典型的15分钟的周转时间内可能表现出较高的偏压水平。高氧的(相对于大气的PO

进一步，如图7A和7B中所示，本发明的装置通过使用预先设定的体积的血液提供显著地减少或消除血液取样过程中的空气污染的改进，以使得在从抽真空管移出收集模块10时，样本可以通过抽吸被一致地传递至图7A的即时测试(PoC)筒70或图7B的其它ABG诊断仪器端口80。

图8示出O

图9-13进一步示出不同尺寸的管(例如，分别为10mL的16X125、10mL的16X100、5mL的13X100、2mL的13X75以及1mL的13X75)的由所公开的概念提供的保存期限的提高。更具体地，如果医疗保健专业人员(例如，医生或护士)选择管来收集血液样本，并且所述管表明它可以收集预定的量的血液(例如，10mL的管)，则所述专业人员将期望管将充满10mL的血液，并且如果所述管仅仅收集1mL或5mL的血液，则那将是不可接受的。众所周知，仍然能够在它们在它们被首次抽真空时所抽取的体积的20％内进行抽取的管仍然为可用的。然而，一旦管抽取少于它的初始抽取体积的80％，获取样本的专业人员就不认为它是可用的。

图9-13示出正在测试的管的抽取体积由于渗透性随时间的变化的不同的曲线图190、200、210、220、230。如每个图表中所示，已经发现与对应的未回填的管194、204、214、224、234相比，O

可以理解的是，POC架构的替代的系统构造使用各种抽真空管，使用用于可能需要更多的血液体积的血液气体应用的“大气-真空法”组装所述抽真空管。还可以理解的是，可以将高度富集的O

尽管已经将本公开描述为具有示例性设计，但是可以在本公开的精神和范围内进一步修改本公开。因此，本申请旨在覆盖本公开的使用它的一般原理的任何变形、使用或改编。进一步，本申请旨在覆盖本公开的这样的偏离，这样的偏离在本公开所属领域中为已知的或惯常实践的并且落入所附权利要求的限制内。