用于进行一等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定自检测的数字微流控装置、系统和方法制造方法及图纸

本公开内容提供一种数字微流控盒，用于对目标分析物进行自检测，其包括：一数字微流控盒，所述数字微流控盒包括由微滴操作间隙分隔的底部基板和顶部基板，其中所述底部基板包括多个微滴操作电极，所述多个微滴操作电极被配置为对所述微滴操作间隙中的液滴进行微滴操作；在所述底部基板上的一个或多个反应室或反应区，所述一个或多个反应室或反应区是通过所述多个微滴操作电极的排列来提供的，其中每个反应室或反应区包括至少一个检测点并且被配置用于进行等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定(pELISA)以检测和量化样品微滴中的目标分析物。所述装置可以包括用于自检测的可下载软件并且可以使用智能装置进行操作。软件并且可以使用智能装置进行操作。软件并且可以使用智能装置进行操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于进行一等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定自检测的数字微流控装置、系统和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请声明主张2020年12月10日所申请的美国临时专利申请案号63/123,594的优先权，标题为"适用于在自检测环境中进行生物分析的即时检验(point
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care,POC)系统、装置和方法"、声明主张2020年9月3日所申请的美国临时专利申请案号63/074,068的优先权，标题为"测试系统、装置和方法"以及声明主张2020年4月23日所申请的美国临时专利申请案号63/014,629的优先权，标题为"测试系统、装置和方法"，其每一个都通过引用方式并入本文中。
专利

[0003]本公开内容涉及生物材料的分析，并且更具体地涉及适用于执行诸如自检测之类的一测试的一即时检验(point
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care,POC)系统、装置和方法。

技术介绍

[0004]新冠肺炎(COVID
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19)疫情突显出对可用于快速检测传染病的新颖、用户友善的检测装置的需求。还需要一种可供非专业人员使用的设备，包括供个人进行自我测试的设备。还需要一种能够从地理分布的测试地点收集公共卫生信息的装置。

技术实现思路

[0005]本公开内容提供一种数字微流控(digital microfluidic,DMF)装置，用于对一目标分析物进行一自检测。所述数字微流控装置可以包括一数字微流控盒(DMF cartridge)，所述数字微流控盒可以包括由一微滴操作间隙(droplet operations gap)分隔的一底部基板和一顶部基板，其中所述底部基板包括多个微滴操作电极，所述多个微滴操作电极被配置为对所述微滴操作间隙中的一液滴(liquid droplet)进行微滴操作。所述数字微流控盒可以包括在所述底部基板上的一个或多个反应室或反应区，所述一个或多个反应室或反应区是通过所述多个微滴操作电极的排列来提供的，其中每个反应室或反应区可以包括至少一个检测点并且被配置用于进行一等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定(plasmonic particle
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assisted enzyme
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linked immunosorbent assay,pELISA)以检测和量化一样品微滴中的一目标分析物。所述数字微流控装置可以包括一控制器，所述控制器被耦合到所述电极，并被编程以激活(activate)和停用(deactivate)所述电极，从而实现用于进行所述自检测的微滴操作。
[0006]所述底部基板可以包括一印刷电路板。所述底部基板可以包括一个或多个贮存器电极，所述一个或多个贮存器电极被配置用于经由所述多个微滴操作电极提供所述一个或多个反应室或反应区。
[0007]所述顶部基板可以包括一玻璃或塑料基板，所述玻璃或塑料基板对光基本上是透明的。所述顶部基板可以包括一个或多个输入端口，所述一个或多个输入端口用于接收和
供应一输入试剂或样品流体，其中所述输入端口相对于所述底部基板上的所述一个或多个贮存器电极被排列。所述顶部基板可以包括一个或多个试剂凹孔，所述一个或多个试剂凹孔用于接收一试剂泡状包装，其中所述试剂凹孔相对于所述底部基板上的所述一个或多个试剂贮存器电极被排列。
[0008]所述一个或多个试剂凹孔可以包括一试剂端口，所述试剂端口被排列成允许多个试剂流体从一试剂泡状包装流入所述凹孔中。所述试剂凹孔可以包括一双端口凹孔。所述双端口凹孔可以包括一第一输入端口，所述第一输入端口包括用于接收和输入一样品流体的一鲁尔端口(luer port)或简单端口(simple port)凹孔；以及一第二输入端口，所述第二输入端口包括用于接收和输入一试剂流体的一试剂泡状包装凹孔。所述第二输入端口可以包括一泡状包装破裂机构，所述泡状包装破裂机构被附接到靠近所述输入第二端口的顶板，所述泡状包装破裂机构用于破裂一试剂泡状包装并释放所述多个试剂流体。所述泡状包装破裂机构可以包括一尖角的或锐边的特征。所述双端口凹孔可以包括用于接收和输入一样品流体的两个样品输入端口。
[0009]所述顶部或底部基板可以包括一个或多个检测点，所述一个或多个检测点相对于所述底部基板上的所述一个或多个反应室和/或反应区被排列，所述一个或多个检测点用于放置用于检测的一微滴。
[0010]所述装置可以包括一个或多个热控制机构，所述一个或多个热控制机构位于离所述微滴操作间隙足够近的位置，以允许在所述微滴操作间隙中进行热控制，所述一个或多个热控制机构用于控制所述数字微流控装置中的处理温度。
[0011]所述装置还可以包括一个或多个磁体，所述一个或多个磁体位于足够接近所述微滴操作间隙的位置，以允许对所述微滴操作间隙中的一微滴中的多个磁响应珠和/或颗粒进行磁力操纵。
[0012]所述装置可以包括一电源，所述电源被电耦合到所述微滴操作间隙中的所述多个微滴操作电极，所述电源用于供应对所述微滴操作间隙中的一液滴进行微滴操作的电力。
[0013]所述电源可以包括一有线通信链路。所述有线通信链路可以包括一智能装置的一USB充电电缆。
[0014]所述装置可以包括通信接口，所述通信接口用于将所述装置的电子元件电性连接到所述控制器并与一远程计算机处理单元(computer processing unit,CPU)交换来自所述至少一个检测点的检测信息。所述控制器和/或所述远程计算机处理单元可以是一智能装置的一部分。所述通信接口可以包括一有线的和/或无线的通信接口。所述装置可以包括用于存储自检测信息的计算机内存。
[0015]本公开内容提供一种用于对一目标分析物进行一自检测的系统。所述系统可以包括任何数字微流控装置，其包括内存和一自检测应用程序，所述自检测应用程序被加载到用于下载到一智能装置上的内存中。所述自检测应用程序可以提供用于操作所述系统和/或所述数字微流控装置的一用户界面以及用于对一目标分析物进行一等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定测试的多个指令。
[0016]所述自检测应用程序可以包括用于处理所述等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定测试的数字图像数据以基于一比色变化产生一比色读数的一算法。所述自检测应用程序可以包括用于分析所述比色读数以确定一目标分析物的存在或不存在的一算法。
[0017]所述用户界面可以包括用于向所述用户呈现所述自检测的结果的一显示器。
[0018]所述数字图像数据可以包括使用由所述用户操作的一图像捕捉装置所捕捉的图像数据。所述用户的图像捕捉装置可以包括所述用户的智能装置的一机载摄像头。捕捉的图像数据被存储在所述用户的智能装置上的内存中。所述系统可以包括用于在所述数字微流控装置和所述用户的智能装置之间提供一通信路径的一通信链路。所述系统可以包括数据存储器，所述数据存储器经由一网络与一网络计算机相关联，所述数据存储器用于存储和共享所述自检测信息。
[0019]本公开内容提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种数字微流控装置，用于对一目标分析物进行一自检测，其特征在于：所述数字微流控装置包括：a.一数字微流控盒，所述数字微流控盒包括由一微滴操作间隙分隔的一底部基板和一顶部基板，其中所述底部基板包括多个微滴操作电极，所述多个微滴操作电极被配置为对所述微滴操作间隙中的一液滴进行微滴操作；b.在所述底部基板上的一个或多个反应室或反应区，所述一个或多个反应室或反应区是通过所述多个微滴操作电极的排列来提供的，其中每个反应室或反应区包括至少一个检测点并且被配置用于进行一等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定以检测和量化一样品微滴中的一目标分析物；以及c.一控制器，所述控制器被耦合到所述电极，并被编程以激活和停用所述电极，从而实现用于进行所述自检测的微滴操作。2.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：a和b是一盒的一部分，c是安装所述盒的一仪器的一部分。3.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述底部基板包括一印刷电路板。4.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述底部基板还包括一个或多个贮存器电极，所述一个或多个贮存器电极被配置用于经由所述多个微滴操作电极提供所述一个或多个反应室或反应区。5.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述顶部基板包括一玻璃或塑料基板，所述玻璃或塑料基板对光基本上是透明的。6.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述顶部基板还包括一个或多个输入端口，所述一个或多个输入端口用于接收和供应一输入试剂或样品流体，其中所述输入端口相对于所述底部基板上的所述一个或多个贮存器电极被排列。7.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述顶部基板还包括一个或多个试剂凹孔，所述一个或多个试剂凹孔用于接收一试剂泡状包装，其中所述试剂凹孔相对于所述底部基板上的所述一个或多个试剂贮存器电极被排列。8.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述一个或多个试剂凹孔还包括一试剂端口，所述试剂端口被排列成允许多个试剂流体从一试剂泡状包装流入所述凹孔中。9.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：至少一个试剂凹孔包括一双端口凹孔，所述双端口凹孔包括：i.一第一输入端口，所述第一输入端口包括用于接收和输入一样品流体的一鲁尔端口或简单端口凹孔；以及ii.一第二输入端口，所述第二输入端口包括用于接收和输入一试剂流体的一试剂泡状包装凹孔。10.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述第二输入端口还包括一泡状包装破裂机构，所述泡状包装破裂机构被附接到靠近所述输入第二端口的顶板，所述泡状包装破裂机构用于破裂一试剂泡状包装并释放所述多个试剂流体。11.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述泡状包装破裂机构包括
一尖角的或锐边的特征。12.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述双端口凹孔包括用于接收和输入一样品流体的两个样品输入端口。13.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述顶部基板还包括一个或多个检测点，所述一个或多个检测点相对于所述底部基板上的所述一个或多个反应室和/或反应区被排列，所述一个或多个检测点用于放置用于检测的一微滴。14.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述控制器包括一微控制器和/或微处理器。15.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述数字微流控装置还包括一个或多个热控制机构，所述一个或多个热控制机构位于离所述微滴操作间隙足够近的位置，以允许在所述微滴操作间隙中进行热控制，所述一个或多个热控制机构用于控制所述数字微流控装置中的处理温度。16.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述数字微流控装置还包括一个或多个磁体，所述一个或多个磁体位于足够接近所述微滴操作间隙的位置，以允许对所述微滴操作间隙中的一微滴中的多个磁响应珠和/或颗粒进行磁力操纵。17.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述数字微流控装置还包括一电源，所述电源被电耦合到所述微滴操作间隙中的所述多个微滴操作电极，所述电源用于供应对所述微滴操作间隙中的一液滴进行微滴操作的电力。18.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述电源包括一可充电的或不可充电的电池。19.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述电源包括一有线通信链路。20.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述有线通信链路包括一智能装置的一USB充电电缆。21.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述数字微流控装置还包括一通信接口，所述通信接口用于连接到所述控制器并与一远程计算机处理单元交换来自所述至少一个检测点的检测信息。22.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述远程计算机处理单元是一智能装置的一部分。23.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述通信接口包括一有线的和/或无线的通信接口。24.根据权利要求0所述的数字微流控装置，其特征在于：所述数字微流控装置还包括用于存储自检测信息的计算机内存。25.一种用于对一目标分析物进行一自检测的系统，其特征在于：所述系统包括：a.根据权利要求0至0中任一项所述的数字微流控装置；以及b.用于下载到一用户装置上的一自检测应用程序，其中所述自检测应用程序提供用于操作所述系统和/或所述数字微流控装置的一用户界面以及用于对一目标分析物进行一等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定测试的多个指令。26.根据权利要求0所述的系统，其特征在于：所述自检测应用程序还包括：
i.用于处理所述等离子体粒子辅助的酶联免疫吸附测定测试的数字图像数据以基于一比色变化产生一比色读数的一算法；以及ii.用于分析所述比色读数以确定一目标分析物的存在或不存在的一算法。27.根据权利要求0所述的系统，其特征在于：所述用户界面还包括用于向所述用户呈现所述自检测的结果的一显示器。28.根据权利要求0所述的系统，其特征在于：所述数字图像数据包括使用由所述用户操作的一图像捕捉装置所捕捉的图像数据。29.根据权利要求0所述的系统，其特征在于：所述用户的图像捕捉装置包括所述用户的智能装置的一机载摄像头。30.根据权利要求0所述的系统，其特征在于：所述捕捉的图像数据被存储在所述用户的智能装置上的计算机内存中。31.根据权利要求0所述的系统，其特征在于：所述系统还包括用于在所述数字微流控装置和所述用户的智能装置之间提供一通信路径的一通信链路。32.根据权利要求0所述的系统，其特征在于：所述系统还包括一数据存储器，所述数据存储器经由一网络与一网络计算机相关联，所述数据存储器用于存储和共享所述自检测信息。33.一种对一目标分析物进行一生物分析的方法，其特征在于：所述方法包括：a.提供权利要求0至0中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱恩，
申请(专利权)人：尼科亚生命科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：