微流体计量和输送系统技术方案

本发明专利技术提供了用于对诸如血液之类的生物流体分析物进行包括多路复用分析的定点照护分析的装置、系统和方法。本发明专利技术包括用于收集生物流体分析物的盒。该盒被构造成插入检验读取器中，在该检验读取器中可以进行一个或更多个检验反应。检验读取器被设计成读取并报告所述一个或更多个检验反应的结果。

Microfluidic metering and delivery system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体计量和输送系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月11日提交的美国暂时申请号62/571,178和于2018年10月3日提交的美国申请号16/151,062的优先权的权益，这两个美国申请通过引用将其整体并入本文。
技术介绍
定点照护(Point-of-care，POC)测试是指在治疗患者的时间和地点(“定点照护”)执行医学诊断测试。定点照护测试比将患者样品发送至实验室进行进一步分析的传统诊断测试有利，因为传统诊断测试的结果可能要数小时甚至数天或数周才能得到，这使得看护者很难在这段期间评估适当的治疗方案。尽管某些POC测试装置可用，但是它们通常具有一个或更多个严重的缺陷。例如，许多POC测试装置一次只能分析一种目标分析物。而且尽管某些POC测试装置可以执行多路复用分析，例如，通过在一个测试盒中测试多个分析物目标来执行多路复用分析，但此类POC装置通常具有严重的缺陷，诸如无法精确控制每次分析所分配的血液样品体积，这不利地影响了POC测试的准确性。为家用设计POC测试装置特别具有挑战性，因为此类装置通常由受过有限培训或根本没有受过培训的人来操作。当前的系统通常可能要求使用者遵循对多个分离的部件(移液器、测试条等)进行操作的多个操作步骤。使用者引入的错误很容易导致检验的不准确或失败。为了避免使用者引入的错误，当前的POC装置将样品收集、样品制备和检验分开进行，以避免常见的问题，诸如时间不一致、样品体积不准确、形成气泡以及其他问题。然而，这种方法提出了其他挑战。例如，通常使用需要填充至给定标记的塑料移液管或玻璃毛细管来进行样品收集。检验的准确性取决于样品体积的准确性，而这又依赖于使用者始终且准确地填充毛细管或移液器来收集适当样品体积的能力。与准确样品收集有关的最大问题之一是在收集过程中期间产生了不期望的气泡。可能很难以单个动作填充毛细管，且因此使用者通常使用若干次停止填充动作，这可能会使毛细管的梢端暂时暴露于空气而不是期望的流体分析物(例如血液)。当发生这种情况时，气泡会进入毛细管或移液管，并且阻止收集适当体积的流体分析物，从而在样品体积中引入误差。除了与不准确的样品体积收集相关联的问题外，在进行与常规POC测试系统相关联的一个或更多个检验时，还可能出现附加的问题。例如，在收集样品后，POC系统可能会要求使用者手动将血液样品从移液管或毛细管分配到可以执行检验的盒中。在此步骤中，附加的使用者引入错误——诸如错误对准、触摸检验垫或者不完全或拖延的分配——可能进一步不利地影响检验结果的准确性。例如，在用于血液样品的大多数定点照护(POC)测试系统中，需要在提供测试结果的最终化学反应之前执行某些样品制备步骤。根据检验，这些样品制备步骤可以包括复杂的制备步骤，诸如血浆分离、细胞裂解或其他。完成这种复杂制备步骤所需的时间可能与血液经历不期望的凝结所需的时间相当，这进一步将误差引入检验结果。因此，需要一种POC系统，所述POC系统精确地控制所收集的分析物的量，使分析物收集时间最小化，以避免不期望的副反应(例如，血液凝结)；并控制目标分析物与检验化学物经历化学反应以提供检验结果的分配时间。附图说明现在将在下文中通过仅示例的方式参考附图来描述本公开的实施方式，在附图中：图1提供了根据本专利技术的一个实施方式的包括盒和读取器的系统的示意图；图2A至图2C示出了微流体装置的盒的实施方式；图3A至图3B示出了当将盒插入检验读取器中时对计量叠置件和检验叠置件进行物理压缩的实施方式；图3C至图3D示出了当将盒插入检验读取器中时使用移动销来压缩计量叠置件和检验叠置件的实施方式；图4A至图5B示出了计量叠置件内的通道的实施方式；图6示出了计量叠置件的层的实施方式，该层在该层的一部分内包括网状或多孔材料。图7A至图7C示出了具有各种位置的排气孔的通道的实施方式；图8示出了根据一些实施方式的计量叠置件的各个层；图9示出了根据一些实施方式的检验叠置件的各个层；图10示出了根据本专利技术的一些实施方式的盒和检验读取器；图11示出了根据本专利技术的实施方式的插入到检验读取器中的盒；图12示出了根据本专利技术的一个实施方式的盒的计量叠置件；图13A至图13B示出了根据本专利技术的一个实施方式的组装的计量叠置件；图14A示出了根据本专利技术的一个实施方式的计量叠置件和检验叠置件；图14B示出了根据本专利技术的一个实施方式的计量叠置件和检验叠置件的截面图；图15A至图15D提供了根据本专利技术一些实施方式的盒的操作的示意图。图16A示出了根据本专利技术的一个实施方式的检验读取器的纵向截面图；图16B示出了根据本专利技术的一个实施方式的具有插入的盒的检验读取器的纵向截面图；图17A示出了根据本专利技术的一个实施方式的读取器的横向截面图；图17B示出了根据本专利技术的一个实施方式的具有插入的盒的检验读取器的横向截面图。图18示出了根据本专利技术的示例性实现方式的检验读取器的传感器系统的框图。图19示出了说明根据本专利技术的示例性实现方式的使用检验系统的方法的流程图。图20示出了说明根据本专利技术的一个示例性实现方式的制造盒的方法的流程图。具体实施方式本专利技术涉及一种用于流体分析物的快速定点照护收集及其多路复用分析的微流体装置。本专利技术还提供了使用微流体装置来提供流体分析物的快速多路复用分析的方法和系统。本公开总体上提供了一种用于样品收集和测试的微流体装置的方法。本文所述的装置中的一些装置包括样品收集盒。如本文所述，样品收集盒可以与检验读取器组合使用以进行定点照护(POC)诊断。本专利技术的一方面在于提供一种用于收集目标分析物以进行测试的盒。该盒包括构造成沿第一通道接纳并分配目标分析物的计量叠置件。第一通道具有包括多孔或网状材料的底部以及沿第一通道定位的一个或更多个排气孔。盒还包括检验叠置件，该检验叠置件包括至少一个检验部件，该检验部件包括一个或更多个检验垫。每个检验垫包括用于对目标分析物或目标分析物的一部分进行检验的试剂。盒还包括设置在计量叠置件与检验叠置件之间的间隔层。在盒处于未压缩状态时，间隔层在计量叠置件与检验叠置件之间提供阻止目标分析物从计量叠置件流入检验叠置件中的间隙。仅在盒被充分压缩以使计量叠置件与检验叠置件接触时，多孔或网状材料允许目标分析物从计量叠置件流到检验叠置件。本专利技术的另一方面是提供一种检验读取器。检验读取器包括腔室，该腔室被构造成接纳盒。检验读取器还具有压缩机构，该压缩机构被构造成在收集目标分析物之后将盒插入腔室中时或之后对盒压缩。这导致一个或更多个检验反应在盒内开始。检验读取器还包括用于测量与所述一个或更多个检验反应相对应的信号变化的检测系统。本专利技术还提供一种用于目标分析物的多路复用分析的系统。该系统包括盒，该盒包括构造成沿第一通道接纳并分配目标分析物的计量叠置件。第一通道具有包括多孔或网状材料的底部。该系统还包括包括至少一个检验部件的检验叠置件。每个检验部件包括一个或更多个检验垫，该检验垫含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于收集目标分析物以进行测试的盒，所述盒包括：/n计量叠置件，所述计量叠置件被构造成沿着第一通道接纳并分配目标分析物，其中，所述第一通道具有包括多孔或网状材料的底部以及沿着所述第一通道定位的一个或更多个排气孔；/n检验叠置件，所述检验叠置件包括至少一个检验部件，所述检验部件包括一个或更多个检验垫，每个检验垫包括用于对所述目标分析物或所述目标分析物的一部分进行检验的试剂；以及/n间隔层，所述间隔层设置在所述计量叠置件与所述检验叠置件之间，/n其中，在所述盒处于未压缩状态时，所述间隔层在所述计量叠置件与所述检验叠置件之间提供阻止所述目标分析物从所述计量叠置件流入所述检验叠置件中的间隙；以及/n其中，仅在所述盒被充分压缩以使所述计量叠置件与所述检验叠置件接触时，所述多孔或网状材料才允许所述目标分析物从所述计量叠置件流到所述检验叠置件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171011 US 62/571,178;20181003 US 16/151,0621.一种用于收集目标分析物以进行测试的盒，所述盒包括：
计量叠置件，所述计量叠置件被构造成沿着第一通道接纳并分配目标分析物，其中，所述第一通道具有包括多孔或网状材料的底部以及沿着所述第一通道定位的一个或更多个排气孔；
检验叠置件，所述检验叠置件包括至少一个检验部件，所述检验部件包括一个或更多个检验垫，每个检验垫包括用于对所述目标分析物或所述目标分析物的一部分进行检验的试剂；以及
间隔层，所述间隔层设置在所述计量叠置件与所述检验叠置件之间，
其中，在所述盒处于未压缩状态时，所述间隔层在所述计量叠置件与所述检验叠置件之间提供阻止所述目标分析物从所述计量叠置件流入所述检验叠置件中的间隙；以及
其中，仅在所述盒被充分压缩以使所述计量叠置件与所述检验叠置件接触时，所述多孔或网状材料才允许所述目标分析物从所述计量叠置件流到所述检验叠置件。


2.根据权利要求1所述的盒，其中，所述第一通道还包括多个接纳腔室，每个接纳腔室构造成在所述盒被充分压缩以使所述计量叠置件与所述检验叠置件接触时将预定体积的所述目标分析物输送至所述检验叠置件。


3.根据权利要求1或2所述的盒，其中，所述第一通道还包括沿着所述第一通道的多个排气孔。


4.根据权利要求1所述的盒，其中，所述目标分析物是生物流体，所述生物流体选自包括下述各者的组：血液、唾液、汗液、尿液、淋巴液、泪液、含滑液流体、母乳、血清、血浆、胆汁或其成分。


5.根据权利要求4所述的盒，其中，所述目标分析物是血液，并且所述检验叠置件包括阻止红细胞接触所述一个或更多个检验垫的分离层。


6.根据权利要求1所述的盒，其中，所述第一通道包括位于内表面的至少一部分上的亲水性涂层。


7.根据权利要求1所述的盒，其中，所述检验包括所述一个或更多个检验垫中的至少一个检验垫的颜色变化。


8.根据权利要求1所述的盒，其中，所述检验包括化学发光反应。


9.根据权利要求1所述的盒，其中，所述检验包括电化学反应。


10.根据权利要求1所述的盒，其中，所述第一通道与适于接纳所述目标分析物的储存物流体连通。


11.根据权利要求1所述的盒，其中，所述盒还包括沿着所述第一通道的长度的至少一部分与所述第一通道流体连通的第二通道。


12.根据权利要求2所述的盒，其中，所述第二通道还包括与所述第一通道的接纳腔室流体连通的至少一个接纳腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦君宇，艾伯特·古泰斯雷希多尔，里法特·埃默拉尔·奥泽尔，哈维尔·L·佩里托，
申请(专利权)人：麦君宇，艾伯特·古泰斯雷希多尔，里法特·埃默拉尔·奥泽尔，哈维尔·L·佩里托，
类型：发明
国别省市：美国;US