具有微洗脱床设计的样品提取装置制造方法及图纸

一种用于从液体样品中提取分析物的装置，具有容器，所述容器具有入口、出口以及用于含有分析物的液体样品穿过其的在其之间的通道，所述容器具有全直径床区域和减小直径的床区域。该容器包括横跨通道延伸的分层结构，从顶部到底部具有：(i)上流量分布器/支撑层，(ii)上压缩层，(iii)相邻于层(ii)的微孔提取介质的提取层，以及(iv)相邻于提取层(iii)的下压缩层。至少一些层位于全直径床区域中，而一些层位于减小直径的床区域中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有微洗脱床设计的样品提取装置相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.119(e)要求在2014年5月20日提交的美国临时专利申请62/000,759的权益，每个专利的内容以其全文引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及用于从液体样品中提取分析物的微柱，并且具体涉及从生物流体中提取分析物。
技术介绍
精确且廉价检测存在于液体样品，例如生物流体入血液和尿中的分析物对于医疗保健来说是重要的。对血液和尿道中的分析物进行测试以检测患者的健康、检测疾病条件的存在并且检测非法或限制药物的使用。例如，当使用药物如抗心律失常、哮喘药、胰岛素以及抗凝血药时，医生检查血液的药物含量以调节患者的剂量。可以测试可以滥用的药物如海洛因、大麻、可卡因以及可待因以测定如从业人员和运动员对药物的滥用。用于检测分析物的技术包括从生物流体中选择性提取分析物到固体介质上。然后，通过合适的洗脱液将分析物从固体介质中移除，并且进行测试以确定分析物是否存在于洗脱液中。使用气相色谱-质谱分析或液相色谱-质谱分析进行这些测试。在过去已经使用提取柱。例如，微粒二氧化硅已经用作柱中的固体介质。此外，已经将介质夹在具有单一直径圆柱形状的柱中的玻璃料之间。尽管这些现有技术装置可以是有效的，但是期望对这些装置、和在整个过程中装置的影响以及它们的下游环境影响进行改进。期望提取装置改进处理产量，从样品中移除非常高百分比的分析物，可运输、可存储而没有损伤。此外，期望任何此类设备可与现有自动装备相容，并且不会沥滤到神武或其它流体样品中，洗脱液或可干扰分析结果的任何化合物。同样地，期望最小化介质床体积和相关联的死体积以降低洗脱液的体积。通过最小化液体体积，获得了用于分析的更浓的样品，提高了测试的灵敏度。通过维持均匀流经没有沟道且没有死体积的提取介质，可以用最小的洗脱体积实现从样品流体中的高产率。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括一种用于从液体样品中提取分析物的装置。装置包括具有入口、出口以及在其间的用于含有分析物的液体样品通过的通道，所述容器具有全直径床区域和减小直径的床区域。装置包括具有横跨通道延伸的顶部和底部的分层结构，从顶部到底部包括：(i)上流量分布器/支撑层，(ii)上压缩层，(iii)相邻于层(ii)的微粒提取介质的提取层以及(iv)位于相邻于提取层(iii)的下压缩层，其中(i)上流量分布器和(ii)上压缩层位于全直径区域中，(iii)提取层和(iv)下压缩层位于减小直径的区域中。在额外的实施例中，装置可包括七层结构，所述结构包括(i)上流量分布器，(ii)上压缩层，(i’)中间流量分布器，(ii’)在减小直径区域中的中间压缩层，(iii)相邻于层(ii’)的微粒提取介质的提取层，(iv)相邻于层(iii)的下压缩层以及(v)任选地，下流量分布器，其中(i)、(ii)、(i’)以及(ii’)位于全直径区域中，并且层(iii)至层(v)可以位于减小直径的区域中。在一个实施例中，装置具有一个或多个空气间隙层。在一些实施例中，空气间隙层位于减小直径的区域中。另外实施例的空气间隙层具有在1/2减小直径区域的直径至4倍的减小直径区域范围内的高度。在又一另外实施例中，空气间隙层位于层(i’)和层(ii’)之间。在又一另外实施例中，空气间隙层位于减小直径的区域中。全直径区域与减小直径的区域的有效面积之间的比率还可改变。全直径区域的有效面积为AF＝πrF2，其中rF为在全直径区域中容器内表面的半径，并且减小直径的区域的有效面积为AF＝πrr2，其中rr为在减小直径的区域中容器内表面的直径。全直径区域的有效床面积与减小直径区域的有效面积之间的比率在约10:1至1.5:1范围内。在一个实施例中，提取介质的有效面积与上压缩层的有效面积之间的比率为约1:10。在另外实施例中，提取介质的有效面积与上压缩层的有效面积之间的比率为约1:4。在另一实施例中，全直径区域的有效面积与减小直径区域的有效面积之间的比率为约4:1。提取介质还可以适于与特定分析物一起工作。在一个实施例中，其中提取介质的数均粒径为约小于20μm。在另外实施例中，提取介质的数均粒径为约小于10μm。本装置可具有布置成阵列的多个容器，任选地具有带有对应阵列孔的收集板。本专利技术的另外实施例涉及使用本装置的方法以及包括本装置的试剂盒。以下另外描述本专利技术及其多个实施例。当然，在阅读本说明书之后，这些所述实施例的变形对于本领域技术人员来说将变得显而易见，并因此本领域的技术人员将认识到合适的组合和变形。附图说明图1A为本装置的外部透视图。图1B为在本装置中使用的层的一个实施例。图2A为常规微柱的横截面视图。图2B为本装置的横截面视图。图2C提供具有在外部上的一个或多个肋50的本装置的垂直横截面。图2D为本装置的下窄直径部分的水平横截面，示出在路厄氏尖端系统中使用的肋。图2E为包括在本装置的出口端部处的路厄氏尖端的本装置的外部视图。图3为在本装置中使用的包括空气间隙的层的实施例。图4为借助本装置使用10pg/ml儿茶酚胺分析物获得的示例性数据。图5为借助本装置使用100pg/ml儿茶酚胺分析物获得的示例性数据。图6为借助本装置从尿中提取的丁丙诺啡和降丁丙诺啡的校准曲线。具体实施方式本专利技术涉及满足如下需要的提取装置：改进下游环境影响和处理产量、从样品中移除非常高百分比的分析物、可传输性、存储而没有损伤、价格点、与现有自动装备的相容性、沥滤特性、最小化介质床体积和相关联死体积、提高流经提取介质的灵敏性和均匀性。本装置可用于从液体样品中提取分析物并且包含具有入口、相对的出口以及在其间的用于含有分析物的液体样品通过的通道的容器，通常为微柱。本装置的微柱在分析物的通道中具有至少两个区域：具有全直径床的面积(亦称“全直径区域”，在图1中示出为30)和具有减小直径床的面积(亦称“减小直径区域”，图1中示出为31)。如本文所使用，“直径床面积”通过容器内腔的水平横截面的表面积而测量。因此，对于圆柱形容器，直径床为圆的面积(πr2)，圆的直径(＝2r)从容器内腔的一侧延伸到内腔的另一侧。直径床还可以称为特定层的“有效面积”。在通道内，减小直径床31的区域为微粒提取介质的层。提取介质14可包括任何已知的吸附剂和许多颗粒。在装置中采用的吸附剂颗粒包括能够使至少一种物质靶向或干扰、粘附到其上的任何颗粒物质。可以在本专利技术中采用的吸附剂颗粒的示例性实例包括但不限于：离子交换吸附剂、反相吸附剂和正相吸附剂。更具体来说，吸附剂颗粒可以为无机材料如SiO2或有机聚合物材料如聚(二乙烯基苯)。在本专利技术的一些实施例中，吸附剂颗粒可以用有机官能团如C2-C22，优选地C8-C18官能团处理。在一个实施例中，提取介质的吸附剂包括基于二氧化硅的颗粒(如基于二氧化硅的羧酸)、硅藻土颗粒、基于聚合物的颗粒、单分散的二氧化硅和聚合物颗粒和/或碳石墨颗粒。介质经选择用于从液体样品中提取分析物。合适的二氧化硅提取介质描述于美国专利No.4,650,714，该专利以引用方式并入本文中。优选的微粒二氧化硅提取介质可购自新泽西州菲利普斯堡的艾万拓性能材料(AvantorPerformanceMaterials)(先前称为J.T.贝克化学公司(J.T.BakerChemicalComp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从液体样品中提取分析物的装置，其包括：a)容器，所述容器具有入口、出口以及在其间的用于含有分析物的液体样品通过的通道，所述容器具有全直径床区域和减小直径的床区域；b)在所述减小直径的床区域中在所述通道内，微粒提取介质的薄层，其中所述提取介质层具有顶表面、底表面和周边边缘，并且所述提取介质层定向在所述通道中以使得液体从其顶表面通过所述提取介质层流向所述底表面；c)在所述全直径床区域中上压缩层具有有效的直径床面积，位于所述提取介质层的所述顶表面，和在所述减小直径的床区域中下压缩层，位于所述提取介质层的底表面，所述两个压缩层按压在其间的所述提取介质，其中所述提取介质的所述有效面积小于所述上压缩层的所述有效面积；以及d)在所述上压缩层上方的上网格流量分布器，用于将所述液体样品的流量均匀地分配到所述提取介质层顶表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.20 US 62/000,7591.一种用于从液体样品中提取分析物的装置，其包括：a)容器，所述容器具有入口、出口以及在其间的用于含有分析物的液体样品通过的通道，所述容器具有全直径床区域和减小直径的床区域；b)在所述减小直径的床区域中在所述通道内，微粒提取介质的薄层，其中所述提取介质层具有顶表面、底表面和周边边缘，并且所述提取介质层定向在所述通道中以使得液体从其顶表面通过所述提取介质层流向所述底表面；c)在所述全直径床区域中上压缩层具有有效的直径床面积，位于所述提取介质层的所述顶表面，和在所述减小直径的床区域中下压缩层，位于所述提取介质层的底表面，所述两个压缩层按压在其间的所述提取介质，其中所述提取介质的所述有效面积小于所述上压缩层的所述有效面积；以及d)在所述上压缩层上方的上网格流量分布器，用于将所述液体样品的流量均匀地分配到所述提取介质层顶表面。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述提取介质的所述有效面积与所述上压缩层的所述有效面积之间的所述比率为约1:10。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述提取介质具有较小的粒径，数均粒径小于约40微米、小于约30微米、小于约25微米、小于约20微米、小于约15微米、小于约10微米或小于约5微米。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述提取介质包含为选自离子交换吸附剂、反相吸附剂以及正相吸附剂的吸附剂粒子的粒子。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述提取床包括在单一床中的至少两种不同的提取介质。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包含一种或多种另外的提取床。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述压缩层中的一层或多层的孔径小于所述提取介质的所述粒径。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述压缩层中的一层或多层的孔径小于5微米或小于3微米。9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述压缩层由柔软、疏水材料组成。10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述压缩层的厚度在约0.1mm至约0.5mm范围内。11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，进一步包括额外的流量分布器，其中所述流量分布器在所述压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·A·迪姆森，B·雷德蒙德，
申请(专利权)人：斯佩威尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US