用于检测样品中分析物的基于试剂盒的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种一次性试剂盒，其适用于检测流体样品中的分析物的存在。该试剂盒被设计成提供“芯片实验室”功能，包括多个样品存储容器和分析隔室/通道。本发明专利技术还涉及一种基于阀盘的阀门系统，有助于通过最小化使用公共通道，从存储容器向分析通道和检测器输送样品，这降低了交叉污染的风险。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种一次性试剂盒，其适用于检测流体样品中的分析物的存在。该试剂盒被设计成提供“芯片实验室”功能，包括多个样品存储容器和分析隔室/通道。本专利技术还涉及一种基于阀盘的阀门系统，有助于通过最小化使用公共通道，从存储容器向分析通道和检测器输送样品，这降低了交叉污染的风险。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求申请日为2011年3月10日的美国临时专利申请N0.61/451，402的优先权，其全部内容以引用的方式被合并在此。
本专利技术涉及分析物检测领域。更具体地，本专利技术总体上涉及一种用于检测流体中分析物的系统和方法。特别地，本专利技术涉及采用半封闭的微流体网络和自动检测及定量的用于检测和/或获得样品中分析物的分析测量的基于试剂盒的系统。
技术介绍
用于检测样品中存在某种分析物的方法和设备，对于从食品制备到国土安全再到创伤护理等多个
是至关重要的。例如，由于人为疏忽或生物恐怖袭击导致的食品致病菌污染，对公众构成了巨大的威胁。食源性致病菌的快速检测是维护食品安全的关键步骤。当前用来检测污染物(例如，微生物、毒素和农药)和/或获得污染物水平的定量数据的方法通常很繁琐、价格昂贵并且存在相当长的时间延迟。许多已知的用于完成此类任务的分析系统很大并且价格昂贵，需要专门的培训和实验室控制。此外，许多可用的系统专用于鉴定和/或定量仅一种或几种污染物。特别重要的是获得分析信息特别是生物污染的分析信息所需的很长的从数小时到数天的延迟时间。及时查明污染物是最重要的。例如，在食品制备过程中，在加工流程的开始和结束时，迫切需要证明细菌浓度低于阈值水平。由于获得测试结果的时间滞后，目前的检验规程会导致食品加工流水线相当长的停工时间。还有很多其他应用可以从更低成本、更少复杂性并且更快响应时间的分析系统中获益。除了食品安全，这些应用可能包括国防、军事、环境监测、化学处理和医疗或临床诊断。在过去的数年，尤其是在医疗领域，研究人员花费了相当长的时间和精力来开发可以大大加快样品制备和分析物检测过程的即时分析装置。这种装置通常被广泛地称为“芯片实验室”，它们的结构、使用领域和成本可以在很宽的范围内变化。在美国专利8，105, 849和美国专利申请公开2011/0104024中，讨论了属于此类别的示例性装置。适用于芯片实验室的潜在应用的一种特定的诊断技术是免疫测定。免疫测定可用于检测农药残留、毒素、蛋白质生物标志物、致病细菌和许多其他物质。免疫测定，特别是酶联免疫吸附剂测定(ELISA)，由于其高特异性和多功能性，已经被作为耗时的平板培养方法的替代广泛应用于快速微生物检测。然而，目前许多基于测试的免疫测定不能提供许多应用的多功能性需要。简化的一步免疫测定测试通常局限于一种或两种分析物的检测(例如，常见的犬心丝虫测试)，并且，基于单个样品的色度变化的人工读取，只能提供“是/否”的结果。多种多样的免疫测定中很多使用微孔板、膜或珠作为载体来固定特定的抗体或抗原。然而，这些方法通常涉及多步骤的手动液体处理，并且因此费力和繁琐。最近的研究已经将毛细管柱和微流控芯片引入到免疫测定技术中。毛细管柱和微流控芯片是有利的，因为流通式几何形状更加方便液体处理。此外，这样的毛细管柱和微流控芯片是和自动装置兼容的，这在多种多样的涉及多个试剂添加和洗涤步骤的免疫测定中是关键的。另一个优点是可以减少免疫试剂的消耗，免疫试剂通常是稀缺和昂贵的，由于毛细管的小尺寸，因此可以减少免疫试剂。此外，由于高表面面积与体积比和反应剂的受限扩散，毛细管的几何形状增强了测定动力学。不幸的是，由于运行多个样品通过一个系统时，存在交叉污染风险，因此在生物测定技术中采用毛细管柱和微流控芯片已经慢下来。通常，工程师通过创建复杂的阀门系统来控制样品的流动和毛细通道和管中的样品后清洗来解决这个问题。这样的系统往往是笨重和昂贵的。由于它们是昂贵的，因此，它们不能很好地适用于设计为快速和可靠筛查的一次性试剂盒中。存在对用于检测样品中存在的污染物，尤其是生物污染物的快速、准确、灵活和成本效益高的系统的需要。如果污染物存在，则这样的系统还应该提供与污染物的浓度有关的定量数据。这样的系统应该易于使用，并且它的操作不应该需要大量的人员培训。优选地，这样的系统将基于设计用于成本效益高的大规模生产和样本的自动分析的一次性试剂盒。
技术实现思路
要求保护的本专利技术包括:用于控制流体流动通过试剂盒外壳的盘。该盘包括具有第一通道的圆形第一面，该第一通道适用在该试剂盒外壳的第一流体孔和第二流体孔之间建立流体连通。要求保护的本专利技术还包括:用于检测流体样品中的分析物的试剂盒，其中该试剂盒包括:试剂盒外壳；与该试剂盒外壳一体的容器；与该试剂盒外壳一体的连接通道；能够在该容器和该连接通道之间建立流体连通的第一阀门；具有入口和出口的反应通道，该反应通道与该试剂盒外壳一体；与所述试剂盒外壳一体的检测通道；能够在(I)该连接通道和该反应通道之间，以及(2)所述反应通道和所述检测通道之间建立流体连通的第二阀门。此外，本专利技术还提供一种用于检测流体样品中的分析物的方法，该方法包括以下步骤:将样品放置在第一容器中；对准第一阀门，以在所述容器和连接通道之间建立流体连通；对准第二阀门，以在所述连接通道、反应通道的入口、所述反应通道的出口和分析物检测通道之间建立流体连通，由此在所述容器和所述分析物检测通道之间建立流体连通；从所述第一容器抽吸样品通过所述反应通道和所述检测通道；以及当所述样品通过所述分析物检测通道时，检测该样品中的分析物的存在。【专利附图】【附图说明】图1是根据本专利技术的试剂盒的分解透视图，并且包括驱动机构；图2A是其中试剂盒的外壳以透明形式呈现的视图；图2B是图2A中所示的第一阀门的放大视图；图2C是图2A中所示的第二阀门的放大视图；图3是试剂盒外壳的底部表面的透明视图；图4A是阀盘和盘托的透视图；图4B盘托的一端的透视图；图4C是偏压机构的分解视图；图5是通过根据本专利技术的试剂盒的可能的流体流动的示意性视图；图6是用于检测流体中的分析物的系统的各个组成部分的示意性视图；图7是示出反应通道的横截面的示意图；图8示出与根据本专利技术的试剂盒接合的驱动机构；图9示出根据本专利技术的系统的商用实施例；图10提供了由本专利技术提供的样品分析数据；图11是试剂盒外壳的顶部表面的视图。【具体实施方式】在下面的描述中，为了说明，详尽地阐述了很多细节，以提供对本专利技术的一个或多个实施例的理解。此外，下面的详细阐述是目前基于现有的实验数据，实施本专利技术的预期的最好的方式。这些阐述并不旨在限制，并且完全是为了示出本专利技术的一般原理进行的。此外，由于本专利技术的一方面是一种机械装置，因此根据本专利技术的装置关于附图所示的示例性实施例的结构来描述。本领域的技术人员应该认识到，附图所示和本文所讨论的组件的布置具备优于已知的“芯片实验室”的优点，如减小共用通道的长度，便于制造等。然而，本文所讨论的各个部件的几何布置不应该被解释为对本专利技术保护范围的限制，本专利技术的保护范围仅由权利要求来限制。方向性术语，如“顶部”和“底部”，用来方便描述，以示出操作过程中各个元件的相对定位和装置的最有可能的方向。本文所讨论的装置能够沿几个不同的空间方向(例如，以某一个角度等等)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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：X苏，SC格林，RC戈福斯，孙茜，JR安德雷斯，KL哈尔，CV古延，
申请(专利权)人：生物检测仪器有限公司，
类型：
国别省市：