用于处理和分析生物样品的可旋转盒制造技术

本发明专利技术提供用于自动分析机（1100）的盒（300），其中，盒可操作用于围绕旋转轴线（102）旋转。盒包括：用于接收流体（307）的流体室（104）、等分室（108）、连接流体室和等分室的第一管道（106）、计量室（112），其可操作用于使用毛细作用导致流体填充计量室、连接计量室与等分室的第二管道（110）、以及通气口（128）。通气口连接到计量室。相比计量室，通气口更靠近旋转轴线。计量室具有侧壁（204）和中心区域（206）。侧壁逐渐变细远离中心区域，其中，靠近计量室的侧壁的毛细作用大于在计量室的中心区域中的毛细作用。第二管道包括在等分室中的管道入口（114）。第二管道还包括在计量室中的管道出口（116），其中，相比管道入口，管道出口更接近旋转轴线。第二管道可操作用于使用毛细作用导致流体流动到计量室。盒还包括经由阀（121）连接到计量室的下游流体元件（122）和用于将生物样品处理成已处理的生物样品的流体结构（336）。流体结构包括测量结构（344、1110），用于实现已处理的生物样品的测量，其中，流体结构被构造成用于接收生物样品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理和分析生物样品的可旋转盒
本专利技术涉及用于生物样品的分析测试设备，尤其涉及用于进行生物样品的测量的可旋转盒的设计和使用。背景和相关技术在医学分析领域中已知两类分析系统：湿法分析系统和干法化学分析系统。基本上使用“湿试剂”（液体试剂）操作的湿法分析系统通过若干所需步骤进行分析，所述步骤诸如，例如，将样品和试剂提供到试剂器皿中、在试剂器皿中将样品和试剂混合在一起，以及测量和分析该混合物用于测量变量特性以提供期望的分析结果（分析结果）。这样的步骤常常使用技术上复杂的、大的、线性操作的分析仪器（其允许参与元件的多种形式运动）进行。这类分析系统通常用于大型医学分析实验室。另一方面，干法化学分析系统使用“干试剂”操作，所述干试剂通常集成在测试元件中且实施为例如“测试条”。当使用这些干法化学分析系统时，液体样品溶解测试元件中的试剂，且样品和所溶解的试剂的反应导致测量变量的改变，其能够在测试元件自身上测量。首先，在该类别中，光学上可分析的（尤其比色法）分析系统是典型的，其中，测量变量是颜色改变或其他光学上可测量的变量。电化学系统在该类别中也是典型的，其中，用于分析的电气测量变量特性，尤其是在应用限定电压时的电流，能够使用设置在测量地带中的电极在测试元件的测量地带中测量。干法化学分析系统的分析仪器通常是紧凑的，且它们中的一些是便携式的和利用电池操作的。所述系统用于分散分析，例如，在住院医师处，在医院的病房上，以及在通过患者自己监测医学分析参数（尤其是通过糖尿病患者的血糖分析或通过华法林患者的凝血状态）期间的所谓“家庭监测”中。在湿法分析系统中，高性能分析仪器允许进行更复杂的多步反应序列（“测试方案”）。例如，免疫化学分析常常需要多步反应序列，其中，需要“结合/游离分离”（此后称为“b/f分离”），即，结合相和游离相的分离。根据一个测试方案，例如，探针能够首先被输送通过多孔固体基质，其包含用于分析物的特定结合试剂。随后能够使标记试剂流动通过多孔基质，以标记结合的分析物并允许其检测。为了实现精确分析，必须进行洗涤步骤，其中，完全地移除未结合的标记试剂。已知用于确定多种分析物的许多测试方案，其以多种方式不同，但是其共同特征在于，其均要求具有多个反应步骤的复杂处理，尤其还可能需要b/f分离。测试条和类似分析元件通常不允许受控的多步反应序列。类似于测试条的测试元件是已知的，其允许除了供给干燥形式的试剂之外的其他功能，诸如，从全血分离红细胞。然而，它们通常不允许精确控制各个反应步骤的时间序列。湿化学实验室系统提供这些能力，但是这些系统太大、太昂贵且对于许多应用来说操作太复杂。为了弥补这些缺口，已经提出使用测试元件进行操作的分析系统，所述测试元件以如下方式实施，即使得至少一个外部控制的（即，使用测试元件自身外侧的元件）液体输送步骤在其中发生（“可控测试元件”）。外部控制能够基于压差的应用（超压或低压），或者基于力作用的改变（例如，通过测试元件的姿态改变或通过加速力导致的重力的作用方向的改变）。外部控制尤其经常地通过离心力进行，离心力根据旋转速度作用在旋转的测试元件上。具有可控测试元件的分析系统是已知的，且通常具有：壳体，其包括尺寸上稳定的塑料材料；以及通过壳体包围的样品分析通道，其常常包括多个通道区段的序列和位于通道区段之间相比于通道区段扩大的室。具有其通道区段和室的样品分析通道的结构通过塑料部分的压型限定。该压型能够通过注射成型技术或热冲压产生。然而，通过光刻方法产生的微结构越来越多地被使用。具有可控测试元件的分析系统允许仅能够使用大型实验室系统进行的测试的小型化。此外，其通过重复应用相同的结构而允许程序的平行化，用于来自一个样品的类似分析和/或来自不同样品的相同分析的平行处理。又一优势在于测试元件能够通常使用已确立的生产方法生产，且其还能够使用已知的分析方法被测量和分析。已知的方法和产品也能够用于这样的测试元件的化学和生物化学组分中。即使有这些优点，但是仍存在对于改进的进一步需要。尤其，使用可控测试元件操作的分析系统仍然太大。可能的最紧凑尺寸对于许多预期应用具有重大实际意义。美国专利US8,114,351B2公开了一种分析系统，其用于分析用于分析物的体液样品。该分析系统提供测试元件和分析仪器，分析仪器具有配量站和测量站。测试元件具有壳体和通过壳体包围的（至少）一个样品分析通道。测试元件可围绕延伸通过测试元件的旋转轴线旋转。美国专利8,470,588B2公开了一种测试元件和一种用于检测分析物的方法。测试元件基本上是盘形且扁平的，且能够围绕优选地中心轴线旋转，该中心轴线垂直于盘形测试元件的平面。Kim、Tae-Hyeong等的“Flow-enhancedelectrochemicalimmunosensorsoncentrifugalmicrofluidicplatforms.”LabonaChip13.18（2013）：3747-3754，doi：10.1039/c3lc50374g，（此后称为“Kim等”）公开了一种完全集成的离心微流体设备，其具有用于从生物样品进行靶抗原捕获，通过基于珠（bead）的酶联免疫吸附剂测定，以及流动增强的电化学检测的特征。其集成为离心微流体盘，也被称为“盘上实验室”或微流体CD。Martinez-Duarte、Rodrigo等的“Theintegrationof3Dcarbon-electrodedielectrophoresisonaCD-likecentrifugalmicrofluidicplatform.”LabonaChip10.8（2010）：1030-1043，doi：10.1039/B925456K（此后称为“Martinez-Duarte等”）公开了带有基于光盘（CD）的离心平台的介电泳（DEP）辅助的过滤器。3D碳电极使用C-MEMS技术制成，且用于实施启用DEP的主动过滤器以捕获感兴趣的颗粒。欧洲专利申请公布EP2302396A1公开了一种分析设备，其包括：操作腔，其沿旋转驱动的圆周方向邻近于保留样品液体的第一储备腔；连接区段，其设置在第一储备腔的侧壁上以通过毛细管力吸入样品液体且将样品液体转移到操作腔；以及第二储备腔，其沿旋转驱动的圆周方向安置在操作腔外侧且通过连接通路与操作腔的最外部位置连通。连接区段相比保留在第一储备腔中的样品液体的液体水平在周向上延伸得更远。美国专利申请公布US2009/0246082公开了一种分析设备，其包括用于将样品溶液分离成溶液组分和固体组分的分离室、用于保持预定量的分离的固体组分的保持通道、连接到保持通道的混合室、连接在保持通道和分离室之间的溢流通道、在分离室中剩余的样品溶液排出到其中的样品溢流室，以及连接分离室和样品溢流室的接合通道。在分离的溶液组分通过毛细管力优先填充溢流通道之后，分离的固体组分通过溢流通道转移到保持通道，且测量预定量的固体组分。在保持通道中的固体组分通过离心力转移到混合室，且同时，在分离室中剩余的样品溶液通过接合通道的虹吸效应排出到样品溢流室。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供了一种进行已处理的生物样品的测量的方法、盒以及自动分析机。实施例在从属权利要求中给出。在一方面，本专利技术提供一种使用盒进行已本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用盒（300）进行已处理的生物样品的测量的方法，其中，所述盒可操作用于围绕旋转轴线（102）旋转，其中，所述盒包括：‑ 用于接收流体（307）的流体室（104）；‑ 等分室（108）；‑ 连接所述流体室和所述等分室的第一管道（106）；‑ 计量室（112），其中，所述计量室可操作用于使用毛细作用导致流体填充所述计量室，其中，所述计量室具有侧壁（204）和中心区域（206），其中，所述侧壁逐渐变细远离所述中心区域，其中，靠近所述计量室的所述侧壁的毛细作用大于在所述计量室的所述中心区域中的毛细作用；‑ 连接所述计量室与所述等分室的第二管道（110），其中，所述第二管道包括在所述等分室中的管道入口（114），其中，所述第二管道还包括在所述计量室中的管道出口（116），其中，相比所述管道入口，所述管道出口更接近所述旋转轴线，其中，所述第二管道可操作用于使用毛细作用导致流体流动到所述计量室；‑ 下游流体元件（122），其中，所述下游流体元件经由阀（121）连接到所述计量室；‑ 用于将生物样品处理成所述已处理的生物样品的流体结构（336），其中，所述流体结构包括所述下游流体元件，其中，所述下游流体元件流体地连接到所述流体结构，其中，所述流体结构包括测量结构（344），用于实现所述已处理的生物样品的测量，其中，所述流体结构被构造成用于接收所述生物样品；‑ 连接到所述计量室的通气口（128），其中，相比所述计量室，所述通气口更靠近所述旋转轴线，其中，所述方法包括如下步骤：‑ 将所述生物样品放置到所述流体结构中；‑ 控制（1200）所述盒的旋转速率，以使用所述流体结构将所述生物样品处理成所述已处理的生物样品；‑ 用所述流体填充所述流体室；‑ 控制（1202）所述盒的旋转速率，以经由所述第一管道将所述流体从所述流体室输送到所述等分室；‑ 降低（1204）所述盒的旋转速率，以允许在所述等分室中的所述流体流入所述第二管道中且第一次填充所述计量室；‑ 增大（1206）所述盒的旋转速率，以将所述流体的第一部分从所述计量室转移通过所述阀，并且将第一剩余部分转移回到所述等分室中；‑ 降低（1208）所述盒的旋转速率，以允许在贮存器中的所述流体流入所述第二管道中且第二次填充所述计量室；‑ 增大（1210）所述盒的旋转速率，以将所述流体的第二部分从所述计量室转移通过所述阀，并且将第二剩余部分转移回到所述等分室中；以及‑ 使用所述测量结构以及使用测量系统进行（1212）所述测量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 EP 14171424.61.一种使用盒（300）进行已处理的生物样品的测量的方法，其中，所述盒可操作用于围绕旋转轴线（102）旋转，其中，所述盒包括：-用于接收流体（307）的流体室（104）；-等分室（108）；-连接所述流体室和所述等分室的第一管道（106）；-计量室（112），其中，所述计量室可操作用于使用毛细作用导致流体填充所述计量室，其中，所述计量室具有侧壁（204）和中心区域（206），其中，所述侧壁逐渐变细远离所述中心区域，其中，靠近所述计量室的所述侧壁的毛细作用大于在所述计量室的所述中心区域中的毛细作用；-连接所述计量室与所述等分室的第二管道（110），其中，所述第二管道包括在所述等分室中的管道入口（114），其中，所述第二管道还包括在所述计量室中的管道出口（116），其中，相比所述管道入口，所述管道出口更接近所述旋转轴线，其中，所述第二管道可操作用于使用毛细作用导致流体流动到所述计量室；-下游流体元件（122），其中，所述下游流体元件经由阀（121）连接到所述计量室；-用于将生物样品处理成所述已处理的生物样品的流体结构（336），其中，所述流体结构包括所述下游流体元件，其中，所述下游流体元件流体地连接到所述流体结构，其中，所述流体结构包括测量结构（344），用于实现所述已处理的生物样品的测量，其中，所述流体结构被构造成用于接收所述生物样品；-连接到所述计量室的通气口（128），其中，相比所述计量室，所述通气口更靠近所述旋转轴线，其中，所述方法包括如下步骤：-将所述生物样品放置到所述流体结构中；-控制（1200）所述盒的旋转速率，以使用所述流体结构将所述生物样品处理成所述已处理的生物样品；-用所述流体填充所述流体室；-控制（1202）所述盒的旋转速率，以经由所述第一管道将所述流体从所述流体室输送到所述等分室；-降低（1204）所述盒的旋转速率，以允许在所述等分室中的所述流体流入所述第二管道中且第一次填充所述计量室；-增大（1206）所述盒的旋转速率，以将所述流体的第一部分从所述计量室转移通过所述阀，并且将第一剩余部分转移回到所述等分室中；-降低（1208）所述盒的旋转速率，以允许在贮存器中的所述流体流入所述第二管道中且第二次填充所述计量室；-增大（1210）所述盒的旋转速率，以将所述流体的第二部分从所述计量室转移通过所述阀，并且将第二剩余部分转移回到所述等分室中；以及-使用所述测量结构以及使用测量系统进行（1212）所述测量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，增大所述盒的旋转速率以将所述流体的所述第一部分从所述计量室转移通过所述阀的所述步骤包括：增大所述盒的旋转速率到第一旋转速率，以将所述流体的所述第一剩余部分转移回到所述等分室，并且增大所述盒的旋转速率到第二旋转速率，以将所述流体的所述第一部分从所述计量室转移通过所述阀；和/或其中，增大所述盒的旋转速率以将所述流体的第二部分从所述计量室转移通过所述阀的所述步骤包括：增大所述盒的旋转速率到所述第一旋转速率，以将所述流体的所述第二剩余部分转移回到所述等分室，并且增大所述盒的旋转速率到所述第二旋转速率，以将所述流体的所述第二部分从所述计量室转移通过所述阀。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述侧壁可操作用于在所述中心区域之前用流体填充，以防止气泡在所述计量室中的形成和/或附着。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述等分室具有上部部分和下部部分，其中，相比所述下部部分，所述上部部分更接近所述旋转轴线，其中，所述计量室具有上部分，其中，所述计量室具有下部分，其中，相比所述下部分，所述上部分更接近所述旋转轴线，其中，所述管道出口在所述计量室的所述上部分内，并且其中，所述管道入口在所述等分室的所述下部部分内。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述计量室具有计量室表面，其中，所述计量室表面是圆形的。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述计量室中的所述毛细作用大于在所述第二管道中的所述毛细作用。7.一种用于自动分析机（1100）的盒（300），其中，所述盒可操作用于围绕旋转轴线（102）旋转，其中，所述盒包括：-用于接收流体（307）的流体室（104）；-等分室（108）；-连接所述流体室和所述等分室的第一管道（106）；-计量室（112），其可操作用于使用毛细作用导致流体填充所述计量室，其中，所述计量室具有侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：C伯姆，S卢茨，J施平克，
申请(专利权)人：豪夫迈·罗氏有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH