确定流体凝结时间的微流体装置和方法制造方法及图纸

描述了确定诸如血液的流体介质的凝结时间的方法。该方法监测具有试剂的流体介质的蔓延并将其与理论值进行比较。当监测值偏离理论值时，确定凝结时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于测定流体介质凝结时间、特别是用于测定血液凝结时间的芯片实验室型(lab-on-a-chip)装置和方法。它还涉及与本专利技术的芯片实验室联合使用的测量装置，例如凝度计。
技术介绍
健康个体中，血液粘度和稠度由称为止血的过程所调节。这种机制阻止从血管系统失血。血液凝固由终止体内发生的任何出血的复杂过程所调节。稳定的凝块通过凝血蛋白因子、血管和血小板的相互作用形成。该过程在愈合后继续，这时血液凝块被溶解。在凝块形成的第一阶段，血小板聚集，同时激活了称为血液级联的现象。这个过程中，可溶性血浆蛋白纤维蛋白原转化为不溶性血纤维蛋白网或血凝块。这种转化由凝血酶催化，该酶通常以其非活性形式即凝血酶原存在于血液中。血液病症起因于止血失衡。这些可以是遗传来源的，例如血友病或VonWillebrand病；由其它状况如抗磷脂抗体综合征、肠易激综合征或癌症所触发；或通过外源因素获得:患者口服抗凝剂治疗或预防血栓形成病症、心脏或血管疾病。诸如华法林的口服抗凝疗法被广泛使用，并且由于其窄治疗指数而需要频繁监测。应定期调整剂量，以避免血栓形成或出血风险。对于这些以及具有诸如不活动、肥胖、干预(mediation)、或经历手术或牙科治疗的已知诱因状态的其他患者而言，使他们能在家中定期地监测血凝的可靠检测的可用性代表了对目前可利用的临床凝血检测的方便、快捷和廉价的替代手段。这类检测也可以用作止血病症诊断中的初步辅助手段。世界上最常用的凝结分析为所谓的国际标准化比率(INR)。该比率通过凝血酶原时间(PT)计算，凝血酶原时间为从凝血剂激活化到凝血开始所经过的时间。激活剂为组织因子或促凝血酶原激酶，这种机制称为“外源性”途径。由于组织因子(其为生物学上获得的产品)不同批次和制造商的差异，因而想出用INR使结果标准化。INR为以国际敏感度指数(ISI)值(针对所用的对照样品)为幂的患者凝血酶原时间与至少20健康正常人的平均凝血酶原时间(MNPT)的比率。每一制造商都给出用于任何商品化的组织因子的ISI，表明与国际标准化样品相比的具体批次组织因子情况。还有另一种但较不经常使用的分析类型，其由经由“内源性”途径的类似凝血机制构成，称为活化部分凝血酶原时间(APTT)。这两种分析在本申请中都看作是凝结时间。在欧洲，这些分析传统上在实验室内进行，其中通常在确定PT之前需要制备血液样品。最近几年，出现了护士或医师直接使用或患者自主使用Point-Qf-Care(POC)装置或也称为Nearly-Patient-Testing(NPT)的装置的趋势，并在很大程度上替代了传统方法。最初开发的且在本领域中已知的方法需要通过静脉穿刺提取大体积或精确体积的血液，随后在进行检测之前处理血液以及需要专业人员实施该方法并分析结果。相反，也称为便携凝度计的Point-of-care凝度计需要通过手指穿刺获取全血血滴，并快速提供INR结果。专利申请W092/21028描述了基于铁磁性的检测方法。该装置包括凝结室和对照室，每一个都配备了搅拌叶片，它们在振动磁场中旋转。随着凝血开始并对叶片移动施加阻力，凝血室中叶片的旋转变慢。凝血时间测定为小室中搅拌叶片的相对移动有变化的时间。其它装置，例如美国专利US5，110, 727中的那些，包含在其中分散了金属颗粒的血液样品。当施加振荡磁场时，诱导颗粒前后运动，其随着血液凝结而减慢。速度的降低与血液样品粘度的增加或凝结开始相关。专利申请W000/06761和W002/48707A2都描述了配备有与静止血液样品接触的电极的装置，并分别测量血液粘度增加时的电导率和电流变化。W02004/059316A1描述了用于确定血液凝结时间的低成本、一次性装置。该装置配备了至少部分地与流体接触的微传感器并测量血液凝结和流动停止时通道中血液的阻抗和电容。但是，与这些装置相关的高生产成本限制了它们作为一次性部件的应用。因此，仍亟需用于POC和/或NPT凝结时间确定的精确、低成本的一次性芯片和检测方法。由于材料科学以及电子和光学方法的进步，已有更小体积检测方面的进展，仅需要更少的和不可测量的全血样品(微升级别)。专利申请W02007/025559A1公开了用于确定血浆或全血样品中凝结的多层装置，其包括一个或多个检测区域，它们都具有至少一种凝结刺激试剂。专利申请US2007/0122849A1公开了微流体芯片中用于定量分析和检测分析物的样品测定结构。EP0394070B1描述了单毛细管通道的微流体装置，其优化了对体积为40 y L且停留时间为200s的全血样品中的APTT的确定。该装置将用于活化部分凝血活酶时间测量的活化剂的混合物和磷脂混合物用作试剂。通过毛细管道采用的该检测方法为视觉的或光学的，例如LED，并在血流沿该装置停止时确定APTT。US6, 900，021描述了微流体装置，其在体外进行该反应和各种化合物对细胞的影响的研究。采用泵、压力差或电场来控制流体流动，而不是通过微流体通道中的毛细管作用。有两个相交叉并与主流路汇合的输入流路，以使得反应能发生。因此，主流路不包括含试剂的区域。另外，试剂不存在于芯片中，而是在不同点和时间加入，这使得芯片能用于具有不同试剂的不同反应测定。尽管有这些进展,但是当前使用的point of care凝度计仍具有重大缺陷:-尽管所使用的芯片或测试条的大多数为一次性的，但是它们包括几种组件，例如收集血液样品的器件、测量电导率变化的器件或测量粘度变化的器件。诸如电化学触体或检测条中振荡颗粒的有源组件的存在使得一次性芯片的生产复杂且昂贵。另外，不能在不损害检测条质量情况下减小尺寸。-尽管在检测所需的血液样品的量方面有所进展，但是最佳情况下体积仍在IOiil的范围，这对于患者仍是不方便的。相比而言这不够理想，例如与用于诸如葡萄糖测量的其它检测的量相比，葡萄糖测量可用Iyl或更少的血液样品来精确地完成。-与已知检测条或芯片一起使用的检测和测量仪器仍相当复杂。在一些情况下，它们需要其它的器件来传送或移动血液样品，例如磁场或泵。另一些情况下，该装置需要几个检测器件:需要校准芯片的测量样品中的某些性能变化的电化学或磁性器件，以及其它的检测器件来阅读其它的板上(on-board)质量控制系统。这增加了复杂性并由此增加了便携装置的成本。鉴于这些缺陷，本专利技术的目的是提供用于确定诸如血液或血浆的流体介质中凝结时间的微流体装置和方法，其仅涉及最少的步骤，成本低，并由此可由患者自主使用。本专利技术的另一目的是提供与该微流体装置一起使用的测量装置如凝度计，以便检测和监测样品的凝结时间以及存在于微流体装置中的质量控制，其易于制造、紧凑且可由患者自主使用。专利技术概述主题1.用于确定诸如血液或血浆的流体介质中凝结时间的微流体装置，所述装置包含:-用于引入所述流体介质样品的器件⑴；其连接到分配毛细管通道⑵；以及-与用于引入样品的所述器件(I)连接的第一区域(6a)，其用于允许所述流体介质沿所述第一区域的长度流动；-在所述第一区域开始处的第一部位(5a)，其包含能够与所述流体介质反应的试剂；所述装置的特征在于所述装置还包含:-也与用于引入样品的所述器件(I)连接的第二区域(6b)，其用于允许所述流体介质沿所述第二区域的长度流动；-其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
确定诸如血液或血浆的流体介质中凝结时间的方法，其包括以下步骤：提供至少包含以下的微流体装置：?用于引入流体介质样品的器件(1)，?与所述用于引入样品的器件(1)连接的区域，其允许所述流体介质沿所述区域内含有的微通道的长度流动；所述微通道至少部分地由亲水性材料覆盖，使得所述流体介质能够仅由毛细作用力驱动而流动，?在所述区域开始处的部位，其包含能够与所述流体介质反应并起始凝结级联的试剂，将所述流体介质样品引入所述用于引入流体样品的器件(1)中，监测流体前缘的位置作为时间的函数L(t)，提供不存在凝块时所述流体介质前缘蔓延的理论值作为时间的函数，其中所述凝结时间CT被确定为从反应起始时的时间到监测到的凝结函数L(t)偏离所述理论值特定阈值时的耗用时间。

【技术特征摘要】
2007.09.20 EP 07380258.91.确定诸如血液或血浆的流体介质中凝结时间的方法，其包括以下步骤: 提供至少包含以下的微流体装置: -用于引入流体介质样品的器件(1)， -与所述用于引入样品的器件(I)连接的区域，其允许所述流体介质沿所述区域内含有的微通道的长度流动；所述微通道至少部分地由亲水性材料覆盖，使得所述流体介质能够仅由毛细作用力驱动而流动， -在所述区域开始处的部位，其包含能够与所述流体介质反应并起始凝结级联的试剂， 将所述流体介质样品引入所述用于引入流体样品的器件(I)中， 监测流体前缘的位置作为时间的函数L(t), 提供不存在凝块时所述流体介质前缘蔓延的理论值作为时间的函数， 其...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾纳其·萨达巴查姆皮蒂尔德瑞比斯，胡安·安东尼奥·配昂埃奎厄恩，
申请(专利权)人：艾莱恩微观系统有限公司，
类型：发明
国别省市：