使用毛细管基分析设备的基于距离的定量分析制造技术

描述了使用毛细管基分析设备进行定量分析测量的装置。多孔纤维素(即，常见的滤纸)可用作用于分析的试剂载体。可将疏水材料印制在纸上以产生通过毛细管作用限制液体流动至限定区域的通路。沿着设备中产生的毛细管流动通路存放有用于与特定分析物有效反应的至少一种比色试剂。当将含有分析物的液体放置在通路一端时，液体通过毛细管作用沿着回路流动，并且流动的分析物与试剂反应，从而沿着流动通路产生颜色直至消耗掉所有分析物。通过采用直接阅读测量刻度来测量沿着流动通路的有色部分的长度以实现分析物量化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】使用毛细管基分析设备的基于距离的定量分析相关案件本专利申请要求Charles S.Henry等人于2012年10月08日提交的题为“Distance-Based Detect1n For Capillarity-Based Analytical Devices” 的临时专利申请序列号61/711,064的权益，在此通过引用将其公开内容及其教导并入本文。联邦权利声明本专利技术是在疾病控制中心授予的基金号R210H010050和T420H009229资助下由政府支持完成的。政府在本专利技术中享有某些权益。
本专利技术的实施方案总的涉及纸基分析设备，更具体地，涉及使用毛细管基分析设备、采用直接阅读测量刻度进行定量分析。
技术介绍
测量科学领域的许多技术进展集中于增加样品通量、样品检测限和样品分析速度。然而，此类技术进展通常限于训练有素的科学家和技术人员在实验室使用。因此，越来越需要用为按需(at the point-of-need)使用而设计的低成本方法来扩充强大的现代分析工具。按需测量技术通常简单而廉价，牺牲检测限度和灵敏度、特异性和速度的操作范围。按需技术能够以最低的成本和最少的用户培训实现在所需地点进行快速测量。实例包括诸如石蕊试纸或家用早孕测试(这两种已经普及至日常社会应用)等技术。每种这些按需设备的共同点是依赖于基于简单的毛细管流动进行分析。纸基分析设备(PAD)代表新一代毛细管基分析设备，其对于按需应用具有巨大潜力。2007年，作为一种多路复用测定工具引入了 PAD，其使用多孔纤维素(例如，常用的滤纸)来存储试剂并加入水以通过毛细管作用产生流动。印制在纸上的疏水性材料限定回路，该回路限制流向限定区域。为了进行化学分析，向纸内的特定区域加入比色试剂，通过色调和/或强度的变化来进行分析物检测和量化。虽然简单，但是这种检测方法具有局限性，包括用户在辨别色调和强度变化时存在差异。因此，即使利用PAD，精密、准确的量化仍可能需要使用外围技术，如数字扫描器、摄像机或其他光学技术。
技术实现思路
本专利技术的实施方案通过提供采用无需区分色调和强度的毛细管基分析设备(device)进行分析物量化的装置(apparatus)，克服了现有技术的缺陷和限制。本专利技术实施方案的另一个目的是提供用于分析物量化的装置，其采用毛细管基分析设备，使用直接的距离测量，无需区分色调和强度。为了获得上述目的和其他目的并根据如本文体现和大致描述的本专利技术的目的，对溶解在液体中的分析物进行纸基定量分析的装置包括:通过毛细作用有效带走液体的细长基底；用于将液体限制到具有沿着所述基底的第一端的限定的细长通路的构件(means)，从而形成毛细管流动通路，在该通路内存放有与特定分析物有效反应的至少一种比色试剂；用于将所述液体的选定部分在第一端区域中的位置引入细长通路的毛细管流动通路的构件；从而当所述液体通过毛细管作用沿着细长通路的毛细管流动通路从第一端移出时，流动的分析物与所述至少一种试剂反应，使得沿着流动通路至距其引入位置的一段距离显色，在该距离处所有分析物发生反应；以及用于测量细长通路的第一端区域与所有分析物发生反应的位置之间的距离的构件。在本专利技术的另一方面，以及根据其目的和用途，对溶解在液体中的分析物进行毛细管基定量分析的装置包括:通过毛细作用有效带走液体的细长基底；应用于所述基底的液体排斥材料，以便限定细长通路，从而将液体限制到具有沿着所述基底的第一端的限定的细长通路，从而形成毛细管流动通路，在该通路内存放有与所述分析物有效反应的至少一种比色试剂；用于将所述液体的选定部分在第一端区域中的位置引入细长通路的毛细管流动通路的注射器；从而所述液体通过毛细管作用沿着细长通路的毛细管流动通路从第一端移出，随着流动分析物与所述至少一种试剂反应，沿着流动通路至距离其引入位置的一段距离显色，在该距离处所有分析物发生反应；以及印制在基底上用于测量细长通路的第一端区域与所有分析物发生反应的位置之间的距离的测量刻度。在本专利技术的另一方面，以及根据其目的和用途，对溶解在液体中的分析物进行毛细管基定量分析的装置包括:通过毛细作用有效带走液体的具有顶表面和底表面的细长基底；应用于所述基底的液体排斥材料，以便限定细长通路，从而将液体限制到具有沿着所述基底的第一端的限定的细长通路，从而形成毛细管流动通路，在该通路内存放有与所述分析物有效反应的至少一种比色试剂；用于将所述液体的选定部分在第一端区域中的位置引入细长通路的毛细管流动通路的注射器；从而所述液体通过毛细管作用沿着细长通路的毛细管流动通路从第一端移出，随着流动分析物与所述至少一种试剂反应，沿着流动通路至距离其引入位置的一段距离显色，在该距离处所有分析物发生反应；与基底的顶表面接触的第一透明液体不透层和与基底底表面接触的第二液体不透层，所述第一层和第二层在所述基底周围形成密闭，并且其中所述第一层具有在细长通路的第一端区域内开向基底的孔；以及印制在第一液体不透层用于测量细长通路的第一端区域与所有分析物发生反应的位置之间的距离的直接阅读测量刻度。本专利技术的益处和优势包括但不限于，使用沿着直接阅读距离刻度而无需区分色调和强度的直接测量，对溶解在液体中的分析物进行毛细管基定量分析的装置。【附图说明】并入说明书并形成说明书的一部分的附图图示了本专利技术装置的实施方案，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。在附图中:图1A为毛细管基分析设备的细长基底的一个实施方案的俯视图的示意图，图示了借此形成的其上存放有与特定分析物有效反应的比色试剂的液体限制通路，以及在其一端形成的液体井；图1B为组合设备的俯视图的示意图，显示了刻印至组合设备表面或基底上的刻度，以及液体不透性顶表面中允许液体进入基底的液体井的孔；图1C为组合装置的侧视图的不意图，图不了在其两侧具有液体不透性涂层的图1A中所不的基底；图1D为图IB中所示的组合设备的透视图，显示了其孔的展开图。图2A为毛细管基分析设备的细长基底的另一实施方案的俯视图的示意图，图示了由基底自身形成的其中存放有与特定分析物有效反应的比色试剂的液体限制通路，以及在其一端形成的液体井；图2B为组合设备的俯视图的示意图，显示了刻印至组合设备表面或基底上的刻度，以及液体不透性顶表面中允许液体进入基底的液体井的孔；图2C为组合装置的侧视图的示意图，图示说明了封闭在其两侧的液体不透性涂层中的图2A中所示的基底；图2D为图2B中所示的组合设备的透视图，显示了其孔的展开图。图3A为毛细管基分析设备的细长基底的一个实施方案的俯视图的示意图，图示了在其上形成的与图1A中所示的相似的液体限制通路，不同的是液体限制通路不是直线的，而是提供了在反应动力学较慢的情况下沿着基底当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
对溶解在液体中的分析物进行毛细管基定量分析的装置，包括：通过毛细作用有效带走所述液体的细长基底；将所述液体限制到具有沿着所述基底的第一端的限定的细长通路的构件，从而形成毛细管流动通路，在所述通路内存放有用于与所述分析物有效反应的至少一种比色试剂；用于将所述液体的选定部分在其第一端区域中的位置引入细长通路的毛细管流动通路的构件；从而所述液体通过毛细管作用沿着所述细长通路的毛细管流动通路从所述第一端移出，随着流动的分析物与所述至少一种试剂反应，沿着流动通路至距离其引入位置的一段距离显色，在该距离处所有分析物发生反应；以及用于测量所述细长通路的第一端区域与所有所述分析物发生反应的位置之间的距离的构件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·M·凯特，约瑟芬·C·坎宁安，查尔斯·S·亨利，约翰·沃尔克茨，
申请(专利权)人：科罗拉多州立大学研究基金会，
类型：发明
国别省市：美国;US