用于分析物定量的方法和装置制造方法及图纸

提供用于定量样品中分析物的方法和装置。实例具有以下步骤：将样品引入至少一个测试分流通道(306)中。测试分流通道(306)包括测试反应部(306a)。样品中的分析物(410)与反应部中提供的捕获试剂(408)结合。使与捕获试剂(408)结合的分析物(410)与反应物溶液接触。反应物溶液包括用于与分析物(410)结合的多个试剂涂覆的微粒(412)。接收包括未结合的微粒的残余的反应物溶液。分析残余的反应物溶液以定量分析物。

Methods and devices for analyte quantification

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析物定量的方法和装置
本专利技术涉及样品中分析物的定量，以及特别地，涉及用于样品中分析物定量的方法和装置。
技术介绍
通常，在病理学实验室中进行诊断疾病的测试。患者样品，如痰、尿液、唾液等，由熟练的技术人员使用标准方案处理。这通常是消耗时间的并且需要熟练的人员和昂贵的实验室设备。开发了护理点(POC)诊断方法和装置以减少所消耗的时间并由此使医生能够做出临床决策。这些POC装置包括侧向流动测定(LFA)和微流体装置。还开发了芯片实验室(lab-on-a-chip)设备以检测、诊断和量化患者样品中的分析物。附图说明参考附图提供了详细的描述。在附图中，参考编号的最左边的数字确定附图标记首次出现的图。在整个附图中使用相同的数字来提及同样的特征和组件。图la示出根据本专利技术实施方式的用于定量样品中分析物的方法。图lb示出根据本专利技术实施方式的用于分析残余的反应物溶液的方法。图lc示出根据本专利技术实施方式的用于分析残余的反应物溶液的另一种方法。图2示出根据本专利技术实施方式的用于定量样品中分析物的又一种方法。图3示出根据本专利技术实施方式的用于定量分析物的装置的示意图。图4示出根据本专利技术实施方式的分析物定量的图形表示。图5示出根据本专利技术实施方式的样品流速优化的结果。图6示出根据本专利技术实施方式的反应物溶液流速优化的结果。图7示出根据本专利技术实施方式的样品体积优化的结果。图8a示出根据本专利技术实施方式的相对于未结合的微粒数量制作的标准曲线。图8b示出根据本专利技术实施方式的相对于检测通道中的信号制作的标准曲线。详细描述本专利技术涉及用于样品中分析物定量的方法和装置。通常，在病理学实验室中诊断测试是消耗时间的、需要熟练的技术人员且需要实验室基础设施。已将开发了比实验室诊断测试在更短时间内提供结果的护理点(POC)装置和方法。POC装置和方法包括侧向流动测定(LFA)装置和基于微流体的基于实验室芯片的系统。LFA虽然成功，但通常缺乏基于实验室的诊断测试所提供的灵敏度和特异性。基于微流体的基于实验室芯片的系统提供比传统LFA更高的灵敏度和特异性。已经开发了方法来改善灵敏度和特异性。然而，这些方法通常需要电子阅读器，其增加了LFA和基于微流体的基于实验室芯片的系统的成本和复杂性。公共部门卫生保健提供者通常无法负担这样的电子阅读器，因此，临床样本被送到更大的实验室，这增加了周转时间(TAT)和诊断。已经开发了用于检测和测量临床样品中分析物浓度的实验室芯片系统，其使用常规技术，例如光反射、电流测量等。虽然使用常规技术减少了实验室设备的使用，但是为了定量，可以使用手持式或台式仪器，这又增加了成本。最近的研究旨在开发具有增加的灵敏度、更短的检测时间和更好的信噪比同时还能保持成本的测定。一种这样的测定技术包括使用抗体涂覆的微粒来分离和检测蛋白质。当抗体涂覆的微粒与靶蛋白结合时，结合的微粒的浓度与靶蛋白的浓度成正比，并且可用于定量靶蛋白。通常，荧光染料也涂覆在微珠上以光学地检测结合的珠。其他方法也被用于计数结合的微珠，其包括使用显微镜、数字或手动细胞计数器等。这些技术需要实验室环境和昂贵的仪器，增加了测定的复杂性。根据本专利技术，本专利技术提供用于定量样品中分析物的方法。将样品引入至少一个测试分流通道中。测试分流通道包括测试反应部。样品中的分析物与反应部中提供的捕获试剂结合。使与捕获试剂结合的分析物与反应物溶液接触。反应物溶液包含用于与分析物结合的多个试剂涂覆的微粒。接收包含未结合的微粒的残余的反应物溶液。分析残余的反应物溶液以定量分析物。在一个实例中，分析残余的反应物溶液以确定试剂涂覆的微粒和未结合的微粒的初始数量之间的差异。该差异与分析物的浓度相关，并且基于该相关来定量分析物。在另一个实例中，将样品引入至少一个对照分流通道中。将反应物溶液引入至少一个测试分流通道和至少一个对照分流通道。残余的反应物溶液由至少一个测试分流通道的测试检测部和至少一个对照分流通道的对照检测部接收。确定由测试检测部和对照检测部接收的残余的反应物溶液的体积差异。体积差异与试剂涂覆的微粒和未结合的微粒的初始数量的差异相关。该差异与分析物的浓度相关，并且基于该相关来定量分析物。本专利技术也提供用于样品中分析物定量的微流体装置。微流体装置包括第一通道和微流体分流器。微通道分流器的第一端连接至第一通道，且微通道分流器的第二端连接至多个分流通道。微通道分流器用于将反应物溶液分配至多个分流通道的每一个中。多个分流通道包括用于接收第一量的反应物溶液的测试分流通道。测试分流通道包括测试反应部。测试反应部用于结合多个微粒并在分析物存在下减少第一量的反应物溶液。测试检测部用于接收减少量的反应物溶液。第一量的减少用于定量分析物的浓度。本专利技术提供了一种用于进行便携式测定的方法和装置，其不使用外围仪器，如电子阅读器，以帮助其起作用。此外，本专利技术提供量化的结果。由于该方法和装置基于微流体装置，因此该装置可以是口袋大小的。通过使用本专利技术的方法和装置，与常规实验室诊断技术相比，可以在短时间内定量分析物。此外，该方法和设备不需要任何实验室基础设施并且可以在资源有限的环境中(如农村地区)和在家中使用。此外，由于该方法简单并且该装置易于使用，它也可以由非熟练的人员执行和使用。在此参考附图进一步描述了上述实施。应当注意，说明书和附图涉及示例性实施方式，并且不应该被解释为对本专利技术的限制。还应理解，可以设计各种体现了本专利技术原理的布置，尽管未在本文中明确描述或示出。而且，叙述本专利技术的原理、方面和实例以及具体实施例的本文中所有表述旨在包括其等同内容。图1描述了根据本专利技术实施方式的用于定量样品中分析物的方法100。分析物可以为抗原和抗体之一。分析物选自由蛋白质、蛋白质片段、细胞、核酸、杀微生物剂及其组合组成的组。在框102，将样品引入至少一个测试分流通道。测试分流通道稍后将会参考图3进行解释。在一个实例中，样品在第一通道的入口被引入，并且随后被引入测试分流通道。测试分流通道包括测试反应部。捕获试剂在测试反应部提供。例如，捕获试剂可以涂覆在测试反应部。样品中的分析物用于结合至测试反应部中的捕获试剂。在框104，使与捕获试剂结合的分析物与反应物溶液接触。反应物溶液包括用于与分析物结合的多个试剂涂覆的微粒。在实例中，接触包括用缓冲溶液使多个试剂涂覆的微粒水合。在另一个实例中，接触包括用样品使多个试剂涂覆的微粒水合，其中多个试剂涂覆的微粒储存在反应部中。试剂可以是与分析物互补的抗原或抗体。如果试剂与分析物是互补的，则反应物溶液与分析物接触使得多个试剂涂覆的微粒结合至分析物。试剂选自由与被测分析物互补的蛋白质、蛋白质片段、细胞、核酸、杀微生物剂及其组合组成的组。在框106，接收包括未结合的微粒的残余的反应物溶液。在实例中，由测试检测部接收残余的反应物溶液。在另一个实例中，残余的反应物溶液被接收至单独的装置中，例如，手动计数器、载玻片、Neubauer室等。在框108，分析残余的反应物溶液以定量分析物。图1(b)描述了根据本专利技术实施方式的用于分析残余的反应物溶液的方法108a。在步骤110，确定试剂涂覆的微粒和未结合的微粒之间的初始数量的差异。在步骤112，差异是与分析物的浓度相关。在步骤114，基于该相关来定量分析物。图1(c)描述了用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于定量样品中的分析物(410)的方法，包括：将所述样品引入至少一个测试分流通道(306)中，其中所述测试分流通道(306)包括测试反应部(306a)，其中所述样品中的所述分析物(410)用于结合至在所述测试反应部(306a)中提供的捕获试剂(408)；使结合至所述捕获试剂(408)的所述分析物(410)与反应物溶液接触，其中所述反应物溶液包括用于与分析物结合的多个试剂涂覆的微粒(412)；接收残余的反应物溶液，其中所述残余的反应物溶液包括未结合的微粒；和分析所述残余的反应物溶液来定量所述分析物(410)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.28 IN 2016110293541.一种用于定量样品中的分析物(410)的方法，包括：将所述样品引入至少一个测试分流通道(306)中，其中所述测试分流通道(306)包括测试反应部(306a)，其中所述样品中的所述分析物(410)用于结合至在所述测试反应部(306a)中提供的捕获试剂(408)；使结合至所述捕获试剂(408)的所述分析物(410)与反应物溶液接触，其中所述反应物溶液包括用于与分析物结合的多个试剂涂覆的微粒(412)；接收残余的反应物溶液，其中所述残余的反应物溶液包括未结合的微粒；和分析所述残余的反应物溶液来定量所述分析物(410)。2.如权利要求1所述的方法，其中所述分析包括：测定试剂涂覆的微粒和未结合的微粒的初始数量之间的差异；使所述差异与所述分析物(410)的浓度相关；和基于所述相关定量所述分析物。3.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：将所述样品引入至少一个对照分流通道(308)；洗涤来自所述至少一个测试分流通道(306)和所述至少一个对照分流通道(308)的所述样品；将所述反应物溶液引入所述至少一个测试分流通道(306)和所述至少一个对照分流通道(308)；由所述至少一个测试分流通道(306)的测试检测部(306b)和所述至少一个对照分流通道(308)的对照检测部(308b)接收残余的反应物溶液；测定所述测试检测部(306b)和所述对照检测部(308b)的体积的差异；和使所述体积的差异与试剂涂覆的微粒和未结合的试剂涂覆的微粒的初始数量的差异相关。4.如权利要求3所述的方法，其中所述方法包括：将所述样品在第一通道(302)的入口处引入；从所述第一通道(302)将所述样品在所述至少一个测试分流通道(306)和所述至少一个对照分流通道(308)之间分配；和使所述分析物(410)与所述反应部中提供的所述捕获试剂(408)结合。5.如权利要求3所述的方法，其中引入所述反应物溶液包括：将所述反应物溶液在第一通道(302)的入口处引入；将所述反应物溶液在所述至少一个测试分流通道(306)和所述至少一个对照分流通道(308)之间分配；和将所述多个试剂涂覆的微粒(412)与所述分析物(410)结合。6.如权利要求1所述的方法，其中所述分析物(410)为抗原和抗体之一。7.如权利要求1所述的方法，其中所述试剂为抗原和抗体之一。8.如权利要求1所述的方法，其中所述分析物和试剂选自由蛋白质、蛋白质片段、细胞、核酸、杀微生物剂及其组合组成的组。9.如权利要求1所述的方法，其中接触包括用缓冲溶液使所述多个试剂涂覆的微粒(412)水合，其中所述多个试剂涂覆的微粒(412)储存在所述入口的上游。10.如权利要求1所述的方法，其中接触包括用所述样品使所述多个试剂涂覆的微粒(412)水合，其中所述多个试剂涂覆的微粒(412)储存在测试反应部(306b)、对照反应部(308b)和其组合中。11.一种用于定量样品中的分析物的方法，包括：将包括所述分析物(410)和分析物涂覆的微粒的样品引入至少一个测试分流通道(306...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·阿加瓦尔，
申请(专利权)人：维德凯尔创新私人有限公司，
类型：发明
国别省市：印度,IN