步骤简化、小样品、快速、易使用的生物/化学分析装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及生物/化学采样，感测，检测和应用等领域。具体地讲，本发明专利技术涉及如何使取样/检测/测定能够使用简单，或快速获取结果，或高度敏感的，或易于使用，或使用微小的样品量(例如0.5微升或更小)，或无需任何专业人员操作，或由移动电话读取结果，或成本低廉，或它们的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】步骤简化、小样品、快速、易使用的生物/化学分析装置和方法交叉引用本申请要求以下临时申请的利益，序列号62/202989，于2015年8月10日申请，62/218455提交的2015年9月14日，62/293188，于2016年2月9日提交的62/305123，于2016年3月8日提交的，和62/369181，提交的2016年7月31日，所有这些在此引入其全部应用用于所有目的。专利
本专利技术涉及生物/化学采样、感测、检测和应用等领域。摘要本专利技术涉及生物/化学采样，感测，检测和应用等领域。具体地讲，本专利技术涉及如何使取样/检测/测定能够使用简单，或快速获取结果，或高度敏感的，或易于使用，或使用微小的样品量(例如0.5微升或更小)，或无需任何专业人员操作，或由移动电话读取结果，或成本低廉，或它们的组合。
技术介绍
在许多生物/化学传感和检测(例如免疫测定法，核苷酸测定中，血球计数等)、化学反应、以及其他过程中，存在对于方法和设备的需求，以能够加快过程进度(例如，结合反应、试剂混合等)同时量化各类参数(例如分析物浓度、样品体积等)，能够简化样品收集和测量过程，能够处理小体积的样品，允许在不到一分钟内完成一个完整的测定，允许通过智能手机(如移动电话等)进行化验，允许非专业人士进行自我化验，和允许测试结果以本地通信、远程交流、或无线网络的方法传递给相关各方等。本专利技术涉及的方法、装置和系统解决了这些需求。
技术实现思路
以下简要概述不旨在包括本专利技术的所有的特征和涉及的各方面。本专利技术涉及的方法、装置和系统，比起目前诸多检测方法和装置，使得生物/化学传感(包括，不限于，免疫测定，核酸检测，电解质分析等)更加快捷，灵敏，所需步骤更少，更易于实施，对于样品量需求更小，降低了(甚至不需要)对于专业协助的需要，同时/或者，耗费更加低廉的成本。当今诸多化验检测的目的是要精确地确定样品中的分析物的绝对浓度。例如，红细胞计数化验涉及在一个量的全血中计量红血细胞的数目，然后计算每微升全血中红血细胞的数目。然而，这种测量如果不在专业的测试中心(即“家庭检测”，或“药房检测”，或“护理点检测”等环境)中进行，可能会是有挑战性的，因为这样的测试通常需要专门的仪器和/或精确的测量装置，以能够准确测定生物流体样品的相对小的体积(比如一个精确的吸移管或类似物)。相关体量的测量许多测定法能够提供样品中分析物的绝对浓度。然而，在对于只有小体积样品(例如，100纳升到10微升，例如)进行分析时，这些测定法的结果变得相当不准确。这是因为，小体积样品难以精确地处置和/或测量。在一些测定法中，液体样品被放置在由间隔物区隔开的两块板结构之间进行分析。理论上，被分析样品的体积可以通过由被分析样品的厚度与被分析样品的面积相乘来计算。然而在实践中，这样的估算不容易得到同时也因为各种原因而相当不准确。举例来说，一些设备使用小珠来区间隔物结构，同时小珠或是板中的一个是可变形的。这样的设备可能由于如下原因而趋于不准确：·球形间隔物与板结构间只有一个小得多的接触面积(几乎是一个点)。在这样的装置，因为这样小得多的接触面积，对于施加的每一单位按压作用力，将有一个大得多的压力作用到板结构和球形间隔物二者的接触面上。这个大得多的压力使得球形间隔物和/或板结构(如果它们是柔性结构得话)变形，从而破坏了任何测量。·球形间隔物通常会在两板之间最终形成随机的分布。因为球形间隔物是随机分布的，间隔物之间的间距差别很大，而其中有些间隔距离会相当大。这使得间隔物和/或所述板结构(如果它们是柔性的)在某些区域相较于其它区域而言，发生更大程度的变形，这也破坏了测量结果。·随机放置的间隔物如果过于相近则可能成为阻断分析物(例如，细胞)的运动的障碍，从而有可能产生分析物或细胞的“团块”，导致造成更大的困难。·所述板结构之一的显着变形可能导致细胞裂解，这可能导致在细胞计数的错误。·因为球形间隔物在所分析区域的数量以及间隔物和/或板结构中的一个以何种程度变形是不一定的，对于体积的计算将是不准确的。·变形导致分子所需扩散至板结构中的一个的表面上的时间不一定。对于使用球形间隔物的设备，被分析样品部分的体积可能通过a)计数所分析样品部分的球体；b)通过实验估算样品层的厚度(例如，添加一个内标，如包含已知浓度校准物的不混溶的液体，用于计算板之间的距离)来估算。然而，额外的步骤是不方便来执行的，并且由于顶板和/或间隔物在使用时的显著变形，由这种设备获得的测量仍然不是很精确。与此相反的是，本专利技术提供的方法和设备的一些实施例依赖于被以规则模式固定于一个或多个板结构上的具有大致统一高度、近乎统一的横截面、以及平面(即“平整”)顶部的间隔物，其中所述间隔物彼此以一个一致的、既定的距离(即非以泊松分布而行的随机放置)相间隔。在使用过程中本专利技术的方法和设备的一些实施例时，间隔物和板结构不会被显著压缩或在任何维度发生变形，至少在所述板结构处于闭合组态并通过毛细管力被拉到一起时。本装置可以具有许多优点，其在于在使用本专利技术的装置时，数据采集部分的样品(即，“有关体量”暨被分析的样品部分体量)的体积可以被容易地非常精确地计算出，并且在某些情况下，甚至可以之前进行化验之前计算出来，即使样品是以未知量置于设备之中的。因为，在闭合组态中，所述板结构基本上是平整的(这意味着该样品的厚度是均匀的)同时在分析区域中的间隔物的数量和尺寸是已知的，样品中的区域中的体积便可以被容易地非常精确地计算出来。样品相关体量地体积可以在无需计数间隔物或是估算样品层厚度地基础上被确定出来。另外也无需要放置特定量地样品于设备中。另外，在测定温育开始时，分析物分子应是均匀地分布于整个有关体量(在泊松统计允许的范围内)，而不是相对集中于某些区域。缩短的反应时间已知许多分析物在水性环境中的扩散常数非常低，并且，因此，许多测定法需要冗长的温育时间(通常几个小时，在某些情况下，甚至几天)，需要搅拌和使用促进或是迫使混合的药剂。此类测定法如此设计，以允许分析物以从初始位置横向扩散到远程目标上的板结构的一个(例如见，Weietal,Nucl.AcidsRes.33:e78andToegletal,J.Biomol.Tech.200314:197–204)。这样的系统因其可能需要几个小时才能获得结果有很大的局限性。此外，即使获得结果，也常常难以肯定地判断该反应在终止时是否达到了反应平衡。这种不确定性，同其他事项一起，使得不可能估算样品中分析物的绝对浓度。如将在下面更详细地解释的一样，在本方法和装置的一些实施例中可以选择间隔物的高度和测定终点来限定在测定期间分析物横向扩散的量。在这些情况下，这样的测定(通常为结合测定法)可以在很短的时间内运行。另外，样品中的分析物的浓度可以被非常精确地估计，即使整个样品可能没有被全部分析，或者可以具有未知的体积。在这些实施例中，一个测定法可以在1)一个等于或更长于在闭合组态中目标分析物所需横跨厚度均匀层的厚度以扩散的时间(即不短于目标分析物所需从一个板纵向散射到另一个板的时间)；2)同时是一个短于目标分析物所需横跨既定结合点区域的线性维度进行横向扩散的时间(即，短于目标分析物所需从结合点的一侧横向扩散至另一侧的时间)被停止，和/或读取分析结果。在这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析液体样品的方法，包括：(a)获得包括分析物的样品；(b)获得一个第一板和一个第二板，它们可以相对于彼此移动进入不同相态，其中，每个板具有一个样品接触表面，该面基本上是平坦的，一个或两板是柔性的，一个或两个板包括有固定于相应的样品接触表面的间隔物，并且其中所述间隔物具有预定的基本上均匀的高度和预定的恒定的间隔物间距离，该距离至少比所述分析物的尺寸大大约2倍，最高至200微米；(c)当所述两板处于开放相态时，在一个或两个板上沉积样品，其中，所述开放相态是其中两个板被部分地或完全分离开的相态，并且板之间的间隔不由间隔物调节；(d)在完成(c)后，使用两个板将样品的至少一部分压缩成由所述板的样品接触表面局限的基本上均匀厚度的样品薄层，其中该层的均匀厚度由所述板的间隔物调节，其中所述压缩包括：使两个板在一起；适形地按压,平行或顺序地进行，至少一个板地一个区域，以使两板压在一起进入闭合相态，其中，所述适形按压在样品的至少一部分之上的板上产生基本均匀的压力，并且按压使得样品的至少一部分横向展开于所述两板的样品接触表面之间，其中所述闭合相态是一个板的厚度均匀薄层区域之间的间隔由间隔物调节配置的相态；和(e)在板处于闭合相态时，分析在厚度均匀薄层中的分析物；其中，适形按压是一种使得一个区域内的压力，无论所述两板外表面如何形变，都基本恒定的方法；其中，平行按压是在意向区域上同时施加压力，而顺序按压是在意向区域施加压力后逐步转移到其他意向区域。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.10 US 62/202,989;2015.09.14 US 62/218,455;1.一种用于分析液体样品的方法，包括：(a)获得包括分析物的样品；(b)获得一个第一板和一个第二板，它们可以相对于彼此移动进入不同相态，其中，每个板具有一个样品接触表面，该面基本上是平坦的，一个或两板是柔性的，一个或两个板包括有固定于相应的样品接触表面的间隔物，并且其中所述间隔物具有预定的基本上均匀的高度和预定的恒定的间隔物间距离，该距离至少比所述分析物的尺寸大大约2倍，最高至200微米；(c)当所述两板处于开放相态时，在一个或两个板上沉积样品，其中，所述开放相态是其中两个板被部分地或完全分离开的相态，并且板之间的间隔不由间隔物调节；(d)在完成(c)后，使用两个板将样品的至少一部分压缩成由所述板的样品接触表面局限的基本上均匀厚度的样品薄层，其中该层的均匀厚度由所述板的间隔物调节，其中所述压缩包括：使两个板在一起；适形地按压,平行或顺序地进行，至少一个板地一个区域，以使两板压在一起进入闭合相态，其中，所述适形按压在样品的至少一部分之上的板上产生基本均匀的压力，并且按压使得样品的至少一部分横向展开于所述两板的样品接触表面之间，其中所述闭合相态是一个板的厚度均匀薄层区域之间的间隔由间隔物调节配置的相态；和(e)在板处于闭合相态时，分析在厚度均匀薄层中的分析物；其中，适形按压是一种使得一个区域内的压力，无论所述两板外表面如何形变，都基本恒定的方法；其中，平行按压是在意向区域上同时施加压力，而顺序按压是在意向区域施加压力后逐步转移到其他意向区域。2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)之后和步骤(e)之前，该方法还包括，在所述两板处于闭合相态后，除去适形按压的压力，其中，在除去适形按压的压力后厚度均匀薄层的厚度：(i)与除去适形按压的压力之前的厚度均匀薄层的厚度基本相同；(ii)与间隔物高度偏差小于10％。3.任何先前权利要求所述的方法，其中步骤(c)的样品沉积是直接从受试者到板上，不使用任何转移装置的沉积。4.任何先前权利要求所述的方法，其中步骤(c)的沉积过程中，沉积在板上的样品的数量是未知的。5.任何先前权利要求所述的方法，其中分析步骤(e)包括测量样品相关体量的横向面积，并通过横向区域和预定间隔物的高度计算样品相关体量的体积。6.任何先前权利要求所述的方法，其中分析步骤(e)包括测量：i.光致发光，电致发光，和电化学发光中的某种发光，ii.表面拉曼散射，iii.电阻，电容和电感中的某种电阻抗，或iv.i-iii的任何组合。7.任何先前权利要求所述的方法，其中分析步骤(e)包括对于分析物的读取，图像分析，或者计数，或者它们的组合。8.任何先前权利要求所述的方法，其中所述样品含有一种或多种分析物，并且一个或两个板的样品接触表面包括一个或多个结合点，其中每个结合点都结合并固定相应的分析物。9.任何先前权利要求所述的方法，其中一个或两个板的样品接触表面包括一个或多个存储点，其每个存储点都存储一种或多种试剂，其中所述试剂在步骤(c)期间或之后在样品中溶解和扩散。10.任何先前权利要求所述的方法，其中一个或两个板样品接触表面包括一个或多个增强表面，其每个增强表面都能够，在分析物或标记物在增强位点500纳米内时，增强来自分析物的信号或分析物的标记物。11.任何先前权利要求所述的方法：i.一个或两个板的样品接触表面包括一个或多个结合点，其每个结合点结合并固定相应的分析物；或ii.一个或两个板的样品接触表面包括一个或多个存储点，其每个存储点都存储一种或多种试剂，其中所述试剂在步骤(c)期间或之后在样品中溶解和扩散，其中所述样品包括一种或多种分析物；iii.一个或两个板样品接触表面包括一个或多个增强表面，其每个增强表面都能够，在分析物或标记物在增强位点500纳米内时，增强来自分析物的信号或分析物的标记物；iv.i到iii的任何组合。12.任何先前权利要求所述的方法，其中所述液体样品包括以下样品组中的样品：羊水，房水，玻璃体液，血液(例如全血，分馏血液，血浆或血清)，乳汁，脑脊髓液(CSF)，耵聍(耳屎)，乳糜，食糜，内淋巴，外淋巴，粪便，呼吸，胃酸，胃液，淋巴液，粘液(包括鼻腔流液和痰)，心包液，腹膜，胸膜液，脓，发炎性分泌物，口水，呼出气息冷凝物，皮脂，精液，痰，汗液，滑液，泪液，呕吐物，和尿液。13.任何先前权利要求所述的方法，其中在闭合相态中厚度均匀薄层的厚度小于150微米。14.任何先前权利要求所述的方法，其中在步骤(d)期间，适形按压是通过人手实施的。15.任何先前权利要求所述的方法，其中步骤(d)的所述适形按压是由加压液体，加压气体，或一种共形材料提供的。16.任何先前权利要求所述的方法，其中所述分析包括计数在厚度均匀薄层中的细胞。17.任何先前权利要求所述的方法，其中所述分析包括在厚度均匀薄层进行一个测定法。18.如权利要求17所述的方法，其中所述分析是一个结合测定或生物化学测定。19.任何先前权利要求所述的方法，其中所述沉积的样品具有的总体积小于0.5微升。20.任何先前权利要求所述的方法，其中样品的多个液滴沉积到一个或两个板上。21.一种用于分析液体样品的装置，包括：一个第一板和一个第二板，,其中：i.所述两板相对于彼此可动以进入不同的相态；ii.一个或两个板是柔性的；iii.每个板在其各自的表面上都具有接触包括分析物的样品的样品接触区域；iv.一个或两个板包括固定于相应样品接触区域的间隔物，其中，所述间隔物具有预定的基本均匀的高度和预定的恒定的间隔物间距离，该距离至少比所述分析物的尺寸大2倍左右，最高至200微米，并且其中所述间隔物中的至少一个在样品接触区域内；其中，所述相态中的一个是一个开放相态，在开放相态中：所述两板相互分离，板之间的间隔不由间隔物调节，样品沉积在一个或两个板上；其中，所述相态的另一个是一个闭合相态，它是在开放相态时样品沉积后形成的相态；在闭合相态中：样品的至少一部分由两个板按压成一个厚度均匀薄层，其中所述薄层的均匀厚度由所述两板的样品接触表面限定，并且由板和间隔物所调节。22.如权利要求21所述的装置，其中所述间隔物间距离在1微米到120微米的范围内。23.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述柔性板具有的厚度在20微米至250微米之间和杨氏模量(Young’smodulus)在0.1至5GPA的范围内。24.任何先前装置权利要求所述的装置，其中对于一个柔性板，柔性板的厚度乘以柔性板的杨氏模量(Young’smodulus)在60GPa-um至750GPA-um的范围内。25.任何先前装置权利要求所述的装置，其中厚度均匀样品薄层在至少为1mm2的平面区域内是均匀的。26.任何先前装置权利要求所述的装置，其中厚度均匀样品薄层具有至多+/-5％的厚度均匀性。27.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述间隔物是具有以下横截面形状的柱子，这些形状包括：圆形，多边形，圆形，方形，矩形，卵形，椭圆形，或它们的任何组合。28.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述间隔物具有支柱的形状，具有大致平坦的顶面，并具有基本上均匀的横截面，其中，对于每个间隔物，所述间隔物的横向尺寸对高度的比例至少为1。29.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述间隔物间距离是周期性的。30.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述间隔物具有1％或更高的填充系数，其中所述填充系数是间隔物接触面积与总板面积的比率。31.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述间隔物的杨氏模量乘以所述间隔物的填充系数等于或大于20兆帕，其中其中所述填充系数是间隔物接触面积与总板面积的比率。32.任何先前装置权利要求所述的装置，其中在闭合相态中的两个板之间的间隔小于200微米。33.任何先前装置权利要求所述的装置，其中，在闭合相态中两板之间的间距为1.8微米和3.5微米之间选择的值。34.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述间隔物由直接压印板或注塑板的方法固定在板上。35.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述板和所述间隔物的材料为以下材料组选出：聚苯乙烯，PMMA，PC，COC，COP，或其它塑料。36.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述间隔物具有一支柱的形状，同时所述间隔物的侧壁角具有曲率半径至少为1微米的的圆形形状。37.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述间隔物具有至少1000个/mm2的密度。38.任何先前装置权利要求所述的装置，其中所述板中的至少一个是透明的。39.任何前述装置权利要求所述的装置，其中用于制作间隔物的模具含有的样式由(a)反应性离子蚀刻或离子束蚀刻直接而得，或(b)由一次复制或多次复制反应性离子蚀刻或离子束蚀刻所得的样式而得。40.一种用于分析血液样品的方法，包括：(a)获得一个血液样品；(b)获得一个第一板和一个第二板，所述两板相对于彼此可移动进入不同的相态，其中，每个板具有一个基本上是平坦的样品接触表面，一个或两个板是柔性的，并且一个或两个板包括固定于相应的样品接触表面的间隔物，并且其中所述间隔物具有：i.预定的基本一致的高度；ii.具有基本均匀的横截面和平坦的顶面的支柱的形状；iii.宽度与高度等于或大于一的比率；iv.预定的恒定的间隔物间距离是在10微米的到200微米的范围内；v.填充因子等于1％或更大；vi.间隔物的填充系数和杨氏模量的乘积为2GPa或更大；(c)当两板处于开放相态时，在一个或两个板沉积血液样品，其中，所述开放相态是指，在该相态中，所述两个板部分或完全地相互分离，板之间的间隔不由间隔物调节；(d)完成步骤(c)后，使用两个板将血液样品的至少一部分压缩成由所述板的样品接触表面局限的基本上均匀厚度的样品薄层，其中该层的均匀厚度由所述板的间隔物调节，并具有在1.8微米至3微米的范围内小于10％的误差的平均值，其中所述压缩包括：使两个板在一起；适形地按压,平行或顺序地进行，至少一个板地一个区域，以使两板压在一起进入闭合相态，其中，所述适形按压在样品的至少一部分之上的板上产生基本均匀的压力，并且按压使得样品的至少一部分横向展开于所述两板的样品接触表面之间，其中所述闭合相态是一个板的厚度均匀薄层区域之间的间隔由间隔物调节配置的相态；和(e)在两板处于闭合相态时，分析厚度均匀薄层的血液，其中填充系数是间隔物的接触面积与总板面积之比；其中，适形按压是一种使得一个区域内的压力，无论所述两板外表面如何形变，都基本恒定的方法并且，其中，平行按压是在意向区域上同时施加压力，而顺序按压是在意向区域施加压力后逐步转移到其他意向区域。41.如权利要求40所述的方法，其中该方法包括在所述两板处于闭合相态后除去外力；和当两板处于闭合相态时对厚度均匀薄层的血细胞成像；和在图像的一个区域内计数血细胞。42.如权利要求40-41的任一个所述的方法，其中所述间隔物间距离在20微米到200微米的范围内。43.如权利要求40-42的任一个所述的方法，其中所述间隔物间距离在5微米到20微米的范围内。44.如权利要求40-43的任一个所述的方法，所述表面的误差小于30纳米。45.如权利要求40-44的任一个所述的方法，其中步骤(b)的血液样品是未稀释的全血，其中未添加抗凝血剂。46.如权利要求40-45的任一个所述的方法，其中所述沉积步骤(b)是如下完成的：i.穿刺人体皮肤以释放血液液滴在皮肤上；ii.不使用血液转移工具，将血液液滴碰触在一个或两个板上。47.如权利要求40-46的任一个所述的方法，其中所述计数步骤(f)包括计算红血细胞的数目。48.如权利要求40-47的任一个所述的方法，其中所述计数步骤(f)包括计算白血细胞的数量。49.如权利要求40-48的任一个所述的方法，其中所述计数步骤(f)包括染色样品中的细胞并计数嗜中性粒细胞，淋巴细胞，单核细胞，嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。50.如权利要求40-49的任一个所述的方法，其中所述成像及数量如下完成的：i.照亮在厚度均匀薄层的血细胞；ii.使用CCD或CMOS传感器对血细胞取一个或多个图像；iii.使用计算机识别图像中的细胞；和iv.在图像的一个区域计数血细胞。51.如权利要求40-50的任一个所述的方法，其中步骤(c)的外力是通过人手提供的。52.如权利要求40-51的任一个所述的方法，还包括测量厚度均匀薄层中钠，钾，氯化物，碳酸氢盐，尿素，氮，镁，肌酸酐，葡萄糖，钙，高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的水平和/或甘油三酯的水平。53.如权利要求40-52的任一个所述的方法，其中它还包括涂在一个或两个板上的干燥试剂。54.如权利要求40-53的任一个所述的方法，其中厚度均匀薄层的样品具有最高至±5％的厚度均匀性。55.如权利要求40-54的任一个所述的方法，其中所述间隔物是包括以下横截面形状的支柱，这些横截面形状包括圆形，多边形，圆形，方形，矩形，卵形，椭圆形，或它们的任何组合。56.如权利要求40-55的任一个所述的方法，其中所述间隔物间距离大约是红细胞的平均厚度。57.如权利要求40-56的任一个所述的方法，其中分析步骤包括对血液中的细胞成像。58.如权利要求40-57的任一个所述的方法，其中所述细胞包括红细胞，白细胞，或血小板。59.如权利要求40-58的任一个所述的方法，其中所述分析所述血液包括对血液中的癌细胞，病毒或细菌成像。60.根据权利要求40-59的方法，其中所述分析所述血液包括对蛋白质或核酸的检测。61.如权利要求40-60的任一个所述的方法，其中所述分析所述血液包括血细胞的测量，包括使用所述间隔物测定样品厚度，通过成像确定所述横向面积，并使用二维图像计算红血细胞的面积。62.根据权利要求40-61的任一个所述的方法，其中所述分析所述血液包括对血液中红细胞浓度的测量。63.如权利要求40-62的任一个所述的方法，其中所述分析所述血液包括对血液中白血细胞浓度的测量。64.根据权利要求40-63的任一个所述的方法，其中所述分析所述血液包括对血液中血小板浓度的测量。65.一种用于分析液体样品的装置，包括：一个第一板和一个第二板，其中：v.所述两板可以相对于彼此移动进入不同的相态；vi一个或两个板是柔性的；vii.每个板在其各自的表面上都具有接触血液样品的样品接触区域；viii.一个或两个板包括固定于相应样品接触区域的间隔物，其中，所述间隔物具有预定的基本均匀的高度和预定的恒定的间隔物间距离，该距离在7微米至200微米之间的范围内，并且其中所述间隔物中的至少一个在样品接触区域内；其中，所述相态中的一个是一个开放相态，在开放相态中：所述两板相互分离，板之间的间隔不由间隔物调节，样品沉积在一个或两个板上；其中，所述相态的另一个是一个闭合相态，它是在开放相态时样品沉积后形成的相态；在闭合相态中：样品的至少一部分由两个板按压成一个厚度均匀薄层，其中所述薄层的均匀厚度由所述两板的样品接触表面限定，由板和间隔物所调节，且具有在1.8微米至3微米的范围内带有微小误差的平均值。66.如权利要求65所述的装置，其中所述间隔物间距离在14微米至200微米的范围内。67.如权利要求65-66的任一个所述的装置，其中所述间隔物间的距离在7微米至20微米的范围内。68.如权利要求65-67的任一个所述的装置，所述间隔物是具有以下横截面形状的柱子，这些形状包括：圆形，多边形，圆形，方形，矩形，卵形，椭圆形，或它们的任何组合。69.如权利要求65-68的任一个所述的装置，其中所述间隔物具有支柱的形状，具有大致平坦的顶面，并具有基本上均匀的横截面，其中，对于每个间隔物，所述间隔物的横向尺寸对高度的比例至少为1。70.如权利要求65-69的任一个所述的装置，其中所述间隔物具有一支柱的形状，同时所述间隔物的侧壁角具有曲率半径至少为1微米的的圆形形状。71.如权利要求65-70的任一个所述的装置，其中所述间隔物具有至少1000个/mm2的密度。72.如权利要求65-71的任一个所述的装置，其中所述板中的至少一个是透明的。73.如权利要求65-72的任一个所述的装置，其中所述板中的至少一个由柔性聚合物制成的。74.如权利要求65-73的任一个所述的装置，其中所述间隔物是不可压缩的和/或与之无关的,仅有板中的一个是柔性的。75.如权利要求65-74的任一个所述的装置，其中所述柔性板的厚度在50微米至200微米的范围内。76.如权利要求65-75所述的设备，还包括涂覆在一个或两个板的干燥试剂。77.如权利要求65-76的任一个所述的装置，其中所述误差小于10％。78.一种用于在液体样品的一部分中本地结合目标实体的方法：(a)获得包括能够在样品中扩散的目标实体的样品；(b)获得一个第一板和一个第二板，所述两板可相对于彼此移动进入不同相态，其中一个或两个所述板包括固定于相应板的间隔物，其中，所述间隔物具有预定的基本上均匀的预定高度，并且其中所述第一板在其表面包括有，具有预定面积和结合并固定目标实体的结合点；(c)当所述两板处于开放相态时，在一个或两个板上沉积样品，其中，所述开放相态是指，在该相态中，所述两个板部分或完全地相互分离，板之间的间隔不由间隔物调节；(d)完成(c)后，通过使两板进入闭合相态压缩样品，其中，所述闭合相态是这样一个相态，其中样品的至少一部分被按压成一个，接触被受两板内表面限制的、接触结合点的厚度均匀薄层，其中所述薄层的均匀厚度由板和间隔物所调节，小于250微米，并且大幅小于结合点的预定面积的线性尺寸；(e)完成步骤(d)后，在所述两板处于闭合相态时：(1)以相关时间长度温育样品，然后停止温育；或者(2)以一个等于或大于相关时间长度的最小值的时间长度温育样品，并在等于或小于相关时间长度的最大值的时间长度内评估结合点内对于目标实体的结合；其中，相关时间长度为：i.等于或大于在闭合相态时目标实体所需横跨厚度均匀薄层的厚度以扩散的时间长度；ii.显著小于目标实体所需横跨结合点最小横向尺寸以横向扩散的时间长度；其中，在步骤(1)的温育结束后或在步骤(2)的评估时，结合于结合点的大部分目标实体来自于样品的相关体量中；其中，所述温育允许目标实体结合于结合点，其中，所述相关体量是指闭合相态中，位于结合点之上的样品的一部分。79.如权利要求78所述的方法，还包括一个评估结合至结合点的目标实体的步骤，其中，所述评估在(i)完成步骤(e)后执行,或者(ii)在执行步骤(e)时执行但所述评估发生在样品被温育一段时间后进行，该时间等于或长于分析物横跨厚度均匀薄层的厚度以扩散所需的时间。80.如权利要求78-79的任一个所述的方法，还包括一个计算样品相关体量中分析物浓度的步骤，其中，所述计算基于由所述结合点的预定面积所限定的相关样品体量的体积，在闭合相态中厚度均匀样品薄层的厚度，和评估所得结合至结合点的目标实体的量。81.如权利要求78-80的任一个所述的方法，其中所述目标实体是捕获剂，分析物，或者探测剂。82.如权利要求78-81的任一个所述的方法，其中在所述分析物测定点的样品的体积大约等于结合点的预定面积乘以间隔物的预定高度。83.如权利要求78-82的任一个所述的方法，其中所述第一板包括，在其表面上的第一预定测定点和第二预定测定点，其中，所述测定点的边缘之间的距离大幅地大于当两板处于闭合相态时厚度均匀薄层的厚度，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于所述预定测定点之上，并且其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。84.如权利要求83所述的方法，其中该方法包括：评估所述第一测定点的第一分析物并测定第二个预定测定点的第二分析物。85.如权利要求83所述的方法，其中该方法包括测定在第一和第二预定测定点中相同的分析物。86.如权利要求78-85的任一个所述的方法，其中第一板在其表面上还具有至少三个分析物测定点，任何两个相邻的测定点的边缘之间的距离大幅地大于当所述两板处于闭合相态时厚度均匀薄层的厚度，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于测定点之上，并且其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。87.如权利要求78-86的任一个所述的方法，其中该方法包括测定在各个测定点的不同的分析物。88.如权利要求78-87的任一个所述的方法，其中每个测定点进一步包括子分析物测定点，其中至少两个相邻的子分析物测定点以小于所述两板处于闭合相态时厚度均匀薄层的厚度的距离所间隔开，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于测定点之上，并且其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。89.如权利要求78-88的任一个所述的方法，其中所述分析物测定点在一对电极之间。90.如权利要求78-89的任一个所述的方法，其中所述测定点由一片干燥的试剂所定义。91.如权利要求78-90的任一个所述的方法，其中所述测定点结合并固定分析物。92.如权利要求78-91的任一个所述的方法，其中所述测定点增强来自分析物的信号。93.如权利要求78-92的任一个所述的方法，其中所述测定点由一片结合试剂所定义，该结合试剂在接触样品后，会溶解入样品中，在样品中扩散，并结合分析物。94.如权利要求78-93的任一个所述的方法，其中所述样品厚度小于200微米。95.如权利要求78-94的任一个所述的方法，其中所述第一板和第二板包括位于当所述两板处于闭合相态时彼此相对的位置的存储点。96.如权利要求78-95的任一个所述的方法，其中所述结合点的线性尺寸与所述均匀厚度的比率大于5。97.如权利要求78-96的任一个所述的方法，其中所述反应在小于60秒的时间内饱和。98.如权利要求78-97的任一个所述的方法，其中相关时间长度在60秒至30分钟的范围内。99.如权利要求78-98的任一个所述的方法，其中步骤e(i)包括，停止温育后，评估结合至结合点的目标实体。100.如权利要求78-99的任一个所述的方法，其中该方法包括一次或多次洗脱。101.一种用于在液体样品的一部分中本地结合目标实体的装置，包括：一个第一板和一个第二板，其中：i.所述两板可相对于彼此移动进入不同的相态；一个或两个板是柔性的；iii.每个板在其各自的表面，都具有接触包括有能够在样品中扩散的实体的样品的样品接触区域；iv.所述两板中的一个在其样品接触区域包括具有预定面积并结合固定所述目标实体的结合点；v.所述一个或两个板包括固定于相应板上的间隔物，其中所述间隔物具有预定的基本上均匀的高度和预定的恒定的间隔物间距离，其中特征间隔物中的至少一个在样品接触区域内；其中，所述相态中的一个是一个开放相态，在开放相态中：所述两板相互分离，板之间的间隔不由间隔物调节，样品沉积在一个或两个板上；其中，所述相态的另一个是一个闭合相态，它是在开放相态时样品沉积后形成的相态；在闭合相态中：样品的至少一部分由两个板按压成一个厚度均匀薄层，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于结合点之上，其中所述薄层的均匀厚度由所述两板的样品接触表面限定，由板和间隔物所调节，小于250微米，并且大幅地小于所述结合点的预定面积的平均线性尺寸。102.如权利要求101所述的装置，其中所述第一板在其表面上还包括，第一预定测定点和第二预定测定点，其中，所述测定点的边缘之间的距离大幅地大于当两板处于闭合相态时厚度均匀薄层的厚度，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于所述预定测定点之上，并且其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。103.如权利要求101-102的任一个所述的装置，其中所述第一板在其表面上具有，至少有三个分析物测定点，并且任何两个相邻的测定点的边缘之间的距离大幅地大于当所述两板处于闭合相态时厚度均匀薄层地厚度，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于测定点之上，其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。104.如权利要求101-103的任一个所述的装置，其中所述第一板在其表面上具有至少两个相邻的测定点，该两个测定点不以一个大幅地大于当所述两板处于闭合相态时厚度均匀薄层地厚度的距离所间隔，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于测定点之上，并且其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。105.如权利要求101-104的任一个所述的装置，其中所述分析物测定点在一对电极之间。106.如权利要求101-105的任一个所述的方法，其中所述测定点由一片干燥的试剂所定义。107.如权利要求101-106的任一个所述的方法，其中所述测定点结合并固定分析物。108.如权利要求101-107的任一个所述的方法，其中所述测定点由一片结合试剂所定义，该结合试剂在接触样品后，会溶解入样品中，在样品中扩散，并结合分析物。109.如权利要求101-108的任一个所述的装置，其中所述间隔物间距离在14微米至200微米的的范围内。110.如权利要求101-109的任一个所述的装置，其中所述间隔物间距离在7微米至20微米的范围内。111.如权利要求101-110的任一个所述的装置，其中所述间隔物是具有以下横截面形状的柱子，圆形，多边形，圆形，方形，矩形，卵形，椭圆形，或它们的任何组合。112.如权利要求101-111的任一个所述的装置，其中所述间隔物具有支柱的形状，具有大致平坦的顶面，并具有基本上均匀的横截面，其中，对于每个间隔物，所述间隔物的横向尺寸对高度的比例至少为1。113.如权利要求101-112的任一个所述的装置，其中所述间隔物具有一支柱的形状，同时所述间隔物的侧壁角具有曲率半径至少为1微米的的圆形形状。114.如权利要求101-113的任一个所述的装置，其中所述间隔物具有至少1000个/mm2的密度。115.如权利要求101-114的任一个所述的装置，其中所述板中的至少一个是透明的。116.如权利要求101-115的任一个所述的装置，其中所述板中的至少一个由柔性聚合物制成的。117.如权利要求101-116的任一个所述的装置，其中所述两板的至少一个是柔性的。118.一种用于向成液体样品的一部分局部释放试剂的方法，包括：(a)获得样品；(b)获得第一板和第二板，所述两板可相对于彼此移动进入不同相态，其中：(i)一个或两个板包括固定于相应的板的间隔物；(ii)所述间隔物具有预定的均匀的高度；(iii)所述第一板在其表面上包括，具有预定面积并且包括有能够在与样品接触后溶解到样品中并在样品中扩散的试剂的存储点；(c)当所述两板处于开放相态时，在一个或两个板上沉积样品，其中，所述开放相态是指，在该相态中，所述两板部分或完全地相互分离，板之间的间隔不由间隔物调节；(d)完成步骤(c)后，通过使两板进入闭合相态压缩样品，其中，所述闭合相态是这样一个相态，其中样品的至少一部分被按压成一个，接触被受两板内表面限制的、接触结合点的厚度均匀薄层，其中所述薄层的均匀厚度由板和间隔物所调节，小于250微米，并且大幅小于存储点的预定面积的线性尺寸；(e)完成步骤(d)之后，当所述两板处于闭合相态时，在一个相关时间长度内温育所述样品，然后停止孵育，其中，相关时间长度为：i.等于或大于在闭合相态时目标实体所需横跨厚度均匀薄层的厚度以扩散的时间长度；ii.显著小于目标实体所需横跨结合点最小横向尺寸以横向扩散的时间长度；由此，在温育后，大多数最初是在存储点的试剂存在于样品的相关体量中，其中所述温育是一个过程以允许试剂与样品结合或混匀，其中所述相关体量是处于闭合相态时位于结合点之上的样品的一部分。119.如权利要求118所述的方法，其中所述试剂是捕获剂，分析物，或者探测剂。120.如权利要求118-119的任一个所述的方法，其中步骤(b)的第二板的表面还包括具有相应预定面积和相应位置，并结合和固定化试剂的结合点；在步骤(d)中在闭合相态时结合点和存储点是对齐的；其中，在步骤(e)的温育结束时，最初在存储点的大多数试剂已结合至结合点，并且在相关体量中结合点与试剂的结合已基本达到平衡。121.如权利要求118-120的任一个所述的方法，还包括一个计算样品相关体量中分析物浓度的步骤，其中，所述计算基于由所述结合点的预定面积所限定的相关样品体量的体积，在闭合相态中厚度均匀样品薄层的厚度，和评估所得结合至结合点的目标实体的量。122.如权利要求118-121的任一个所述的方法，其中所述目标实体是捕获剂，分析物，或者探测剂。123.如权利要求118-121的任一个所述的方法，其中在所述预定面积的样品的体积大约等于预定面积乘以间隔物的预定高度。124.如权利要求118-123的任一个所述的方法，其中所述第一板包括，在其表面上的第一存储点和第二存储点，其中，所述存储点的边缘之间的距离大幅地大于当两板处于闭合相态时厚度均匀薄层的厚度，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于所述存储点之上，并且其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。125.如权利要求124所述的方法，其中该方法包括：评估所述第一存储点之上的第一分析物并测定第二个预定存储点之上的第二分析物。126.如权利要求124所述的方法，其中该方法包括测定在第一和第二存储点之上相同的分析物。127.如权利要求118-126的任一个所述的方法，其中第一板在其表面上还具有至少三个存储点，任何两个相邻的存储点的边缘之间的距离大幅地大于当所述两板处于闭合相态的厚度均匀薄层的厚度，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于所述预定面积之上，并且其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。128.如权利要求127的任一个所述的方法，其中该方法包括测定在各个存储点之上的不同的分析物。129.如权利要求118-128的任一个所述的方法，其中所述存储点由一片干燥的试剂所定义。130.如权利要求118-129的任一个所述的方法，其中所述存储点由一片结合试剂所定义，该结合试剂在接触样品后，会溶解入样品中，在样品中扩散，并结合分析物。131.如权利要求118-130的任一个所述的方法，其中所述样品厚度小于200微米。132.权利要求118-131的方法，其中，当所述两板处于闭合相态时第一和第二存储点的位置是彼此相对的。133.如权利要求118-132的任一个所述的方法，其中所述结合位点的线性尺寸与均匀厚度的比大于5。134.如权利要求118-133的任一个所述的方法，其中所述反应在小于60秒的时间内饱和。135.如权利要求118-134的任一个所述的方法，其中相关时间长度在60秒至30分钟的范围内。136.如权利要求118-135的任一个所述的方法，其中该方法包括一次或多次洗脱。137.一种用于向液体样品的一部分局部释放试剂的装置，包括：一个第一板和一个第二板，其中：i.所述两板可相对于彼此移动进入不同的相态；ii.一个或两个板是柔性的；vi.每个板在其各自的表面，都具有接触样品的样品接触区域；vii.所述两板中的一个在其样品接触区域包括具有预定面积且包括能够在接触样品后溶解于样品、在样品中扩散并且能结合目标实体的试剂的存储点；viii.所述一个或两个板包括固定于相应板上的间隔物，其中所述间隔物具有(a)预定的基本上均匀的不高于250微米，也大幅地小于所述存储点预定面积的平均线性尺寸的高度，和(b)预定的恒定的间隔物间距离，其中间隔物中的至少一个在样品接触区域内；其中，所述相态中的一个是一个开放相态，在开放相态中：所述两板相互分离，板之间的间隔不由间隔物调节，样品沉积在一个或两个板上；其中，所述相态的另一个是一个闭合相态，它是在开放相态时样品沉积后形成的相态；在闭合相态中：样品的至少一部分由两个板按压成一个厚度均匀薄层，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于结合点之上，其中所述薄层的均匀厚度由所述两板的样品接触表面限定，由板和间隔物所调节。138.如权利要求137所述的装置，其中所述第一板在其表面上还包括，具有预定面积的第二存储点，其中第一和第二存储点的边缘之间的距离大幅地大于当所述两板处于闭合相态时厚度均匀薄层的厚度，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于存储点之上，其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。139.如权利要求137-138的任一个所述的装置，其中所述第一板在其表面上具有至少有三个存储点，任何两个相邻存储点的边缘之间的距离都大幅地大于当所述两板处于闭合相态时厚度均匀薄层的厚度，其中所述厚度均匀薄层的至少一部分位于存储点之上，其中所述样品具有一个或多个能够在样品中扩散的分析物。140.如权利要求137-139的任一个所述的装置，其中所述第一板在其表面上的具有，至少两个相邻的存储点，该两个存储点不以一个大幅地大于当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·Y·周，丁伟，
申请(专利权)人：ESSENLIX公司，
类型：发明
国别省市：美国,US