样品采集和转移器件制造技术

本发明专利技术提供用于样品采集和转移的集成器件。集成器件包含配置在第一层和第二层之间的毛细管道，其中第一层含有包含用于接收样品流体至毛细管道的流体入口的亲水层，其中毛细管道包括内表面和外表面；和用于驱动样品流体流出的出口。器件另含有包含粘附材料的第三层(例如图案化粘附材料)和流动路径，其中第三层配置在相对于出口的测定位置处的毛细管的外表面，使得毛细管与第三层接触，且出口与第三层的流动路径接触，这允许样品流体从集成器件中流出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术在DefenseAdvancedResearchProjectsAgency(DARPA)授予的合同号HR0011-11-C-0127的美国政府支持下完成。美国政府在本专利技术中享有某些权利。专利
本专利技术涉及生物样品的采集和转移，更具体地说涉及经配置以采集、转移和贮存生物样品至基质用于分析的器件。专利技术背景用于生物样品流体(例如血液)的采集和转移的器件和相关方法已广泛用于各种应用，例如分析物检测、感测、法医和诊断应用、基因组测序等。在一些应用中，需要定量测量，例如测量血液中药物代谢物的浓度、样品中病毒的滴度、样品中mRNA的水平等。为了得到这些应用的准确结果，保持生物样品流体中存在的生物分子的结构和功能完整性是首要要求。用于保持样品完整性的一种方法是将样品保存在稳定化基质或膜上。还需要测量样品体积以得到不同定量分析的准确结果。最广泛采用的采集血样的方法是通过静脉穿刺，这需要用于抽取血样的无菌设备、采集管和经过训练的抽血师。一种替代方法是皮肤穿刺，例如使用刺血针手指穿刺。在穿刺后，需要合适的器件和方法用于采集血样和/或将血样转移到贮存基质或膜上。对于这些器件，必须确保采集正确的血量，将血样全部转移到基质上，将血样转移到基质上的正确位置上，并且将血样均匀地施加在基质上。可通过使用毛细管用于采集接着将样品转移至基质上，实现将样品施用在基质上。然而，如果毛细管和膜之间存在间隙，则可能出现转移不完全。此外，如果毛细管相对于基质的位置不正确或样品离开毛细管的流速适当受控，则不可以均匀地施加样品。因此，要求技术人员仔细地处理器件以及采集和转移血样。十分需要允许普通技术人员快速采集确切的一致量的样品并将其转移到基质的正确位置上并均匀分布的器件和方法。所述器件和方法可通过将精确量的样品施加到所需的基质位置上，进一步促进自动化样品分析。专利技术概述在一个实施方案中，用于样品采集和转移的集成器件包含配置在第一层和第二层之间的毛细管道，其中第一层含有包含用于接收样品流体至毛细管道的流体入口的亲水层，其中毛细管道包括内表面和外表面；和允许样品流体流出毛细管道的出口。器件另含有包含流动路径的第三层，其中第三层是粘附层，并配置在相对于出口的测定位置处的毛细管的外表面，使得出口与第三层的流动路径接触用于使样品流体从集成器件转移出来。在另一个实施方案中，该系统包含基质和集成器件。集成器件包含配置在第一层和第二层之间的毛细管道，其中第一层含有包含用于接收样品流体至毛细管道的流体入口的亲水层，且其中毛细管道包括内表面和外表面；和与毛细管道连通的出口；第三层包含流动路径，其中第三层用压敏胶垫圈制造，并配置在相对于出口的测定位置处的毛细管外表面上，使得出口与第三层的流动路径接触用于使样品流体从集成器件转移出来。集成器件与基质操作性连接使得基质与第三层接触用于使样品流体从集成器件转移至基质。在又一个实施方案中，提供用于样品采集和转移的方法。所述方法包括提供集成器件，其中器件包含配置在第一层和第二层之间的毛细管道，其中第一层含有包含用于接受样品流体至毛细管道的流体入口的亲水层，其中毛细管道包括内表面和外表面；和允许流体从器件中流出的出口；第三层包含流动路径，其中第三层用压敏胶垫圈制造，并配置在相对于出口的测定位置处的毛细管的外表面，使得出口与第三层的流动路径接触用于使样品流体从集成器件转移出来；使集成器件与包含吸收材料的基质接触；将流体样品施加到集成器件的毛细管入口，其中流体样品从毛细管的入口转移到出口；流体通过第三层的流动路径从集成器件转移至基质；其中样品采集和转移至少在5秒钟内实现。附图当参照附图阅读下面的详细说明时，可更好地理解本说明书的这些和其它要素和方面，其中相同的字符表示附图中相同的部件，其中：图1A是用于样品采集和转移的集成器件的范例实施方案的剖视图的图示，其中采集和转移在器件的毛细管道的对侧进行。图1B是用于样品采集和转移的集成器件的另一范例实施方案的剖视图的图示，其中在集成器件在器件的毛细管道的同侧进行采集和转移。图2是包括用于样品采集和转移的集成器件、基质框架中的基质和基质盖的系统的范例实施方案的剖视图的图示，其中集成器件包含毛细管道和配置在毛细管外表面上的用于转移品至基质的单层。图3A是包含用于转移样品至基质的单层的集成器件的实例的顶视图的图示。图3B是包括集成器件、基质、基质框架、可挠铰合部和封闭基质的基质盖的系统的实例的顶视图的图示，其中集成器件包含毛细管道和配置在毛细管外表面上的用于转移样品至基质的单层。图4A和4B分别是配置在基质上的毛细管道的实例的顶视图和底视图的图像。图5A是在样品采集和转移之前与基质框架连接的集成器件的图像，其中集成器件包含毛细管道和用于转移样品至基质的单层。图5B是在样品(血液)采集和转移至基质后基质和框架的图像，其中集成器件包含用于转移样品至基质的单层。图6是使用包含毛细管道和用于转移样品至基质的单层的集成器件的实例方法的流程图。专利技术详述本说明书的实施方案涉及采集生物样品并将生物样品从器件转移到基质或另一器件或系统的部件的方法和器件。在一些实施方案中，器件，本文亦称为用于样品采集和转移的“集成器件”，经配置使得它有利于样品的安全采集并有效转移至基质，同时在从集成器件转移样品至基质时防止用户与样品或基质的任何不需要的接触。用于样品采集和转移的集成器件的一个或多个实施方案包括两个构件，毛细管道和压敏粘附层。压敏粘附层在下文称为“第三层”。当样品体积较少(例如小于50µL)时，第三层有助于从器件转移流体样品至基质。集成器件可包括多层结构，该结构包括毛细管层和压敏粘附层。器件可经配置以存放毛细管和用于样品采集和转移至基质的单个第三层。在集成器件的实施方案中，第一构件是毛细管道，其配置在第一层和第二层之间，其中第一层包含用于接收样品流体进入毛细管道的流体入口。毛细管道另可包含与入口相邻的亲水层。毛细管道可包含内表面和外表面；以及允许样品流体从通道流出的出口。毛细管道可经配置以提供通过出口的第三层和样品接收入口之间的流体连通。这些实施方案的集成器件另可含有包含图案化粘附材料和流动路径的第三层。第三层可与毛细管连接。如所述，第三层可配置在相对于出口的测定位置处的毛细管的外表面，使得毛细管与第三层接触，而出口与第三层的流动路径接触用于从集成器件转移出样品流体。如所述，毛细管道配置在第一层和第二层之间，其中通道可定义为在配置在毛细管的第一层和第二层之间的中间层中形成的空腔。在一些实施方案中，毛细管的第一层和第二层包含亲水聚合物膜。在一些实施方案中，第一层可以是包含亲水处理、涂层或膜的塑料层。在一些实施方案中，所述第一层包含水接触角小于60度的亲水膜。第二层可与具有亲水处理、涂层或膜的第一层相同。在一些实施方案中，第二层包含塑料材料，其中层的表面性质基于第一层的亲水性对于流体传送是传导性的。当产生通道时，中间层可以是聚合物层。如所述，毛细管道可包含空腔，其中空腔限定于在第一层和第二层之间配置的中间层中。在一些实施方案中，预切割层作为第一层和第二层之间的中间层配置，且三层被层压在一起。在一些其它的实施方案中，在空腔或通道形成之前，第一层、第二层和中间层可层压在一起形成多层单片结构。在单片毛细管结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于样品采集和转移的集成器件(10)，其包含：配置在第一层(20)和第二层(24)之间的毛细管道(16)，其中所述第一层含有包含用于接收样品流体至所述毛细管道的流体入口(12)的亲水层，其中所述毛细管道包括内表面和外表面；和允许所述样品流体流出所述毛细管道的出口(14)；和包含流动路径(32)的第三层(26)，其中所述第三层是粘附层，并配置在相对于所述出口的测定位置处的所述毛细管的外表面，使得所述出口与所述第三层的流动路径接触用于使所述样品流体从所述集成器件转移出来。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.25 US 14/3406931.一种用于样品采集和转移的集成器件(10)，其包含：配置在第一层(20)和第二层(24)之间的毛细管道(16)，其中所述第一层含有包含用于接收样品流体至所述毛细管道的流体入口(12)的亲水层，其中所述毛细管道包括内表面和外表面；和允许所述样品流体流出所述毛细管道的出口(14)；和包含流动路径(32)的第三层(26)，其中所述第三层是粘附层，并配置在相对于所述出口的测定位置处的所述毛细管的外表面，使得所述出口与所述第三层的流动路径接触用于使所述样品流体从所述集成器件转移出来。2.权利要求1的集成器件，其中所述第一层包含所述出口。3.权利要求1的集成器件，其中所述第二层包含所述出口。4.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述毛细管道具有通道宽度，所述入口具有第一直径，所述出口具有第二直径。5.权利要求4的集成器件，其中所述通道宽度大于所述第二直径。6.权利要求4或5的集成器件，其中所述通道宽度的范围为3-50mm，所述第二直径的范围为0.5-10mm。7.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述毛细管道具有5mm-200mm的长度范围。8.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述毛细管道用选自聚合物、金属、玻璃或其组合的材料制造。9.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述第一层包含水接触角小于60度的亲水膜。10.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述第一层包含聚合物。11.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述毛细管道、入口和出口通过激光打孔、旋转切割、冲击挤压或其组合形成。12.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述测定位置经配置使所述毛细管的出口与所述第三层的流动路径对齐。13.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述第三层包含压敏胶垫圈。14.权利要求13的集成器件，其中所述压敏胶材料包括丙烯酸塑料、丁基橡胶、乙烯-乙酸乙烯(EVA)、天然橡胶、腈、硅酮橡胶、苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯(SEP)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、乙烯醚或其组合。15.前述权利要求中任一项的集成器件，其另包含与所述入口(12)邻近的亲水垫(15)以利于接收所述样品流体至所述毛细管。16.前述权利要求中任一项的集成器件，其中所述集成器件与基质(36)连接。17.权利要求16的集成器件，其中所述集成器件经配置以转移所述样品流体至所述基质。18.权利要求16或17的集成器件，其中所述基质包含纤维素、硝化纤维素、基于改良的多孔硝化纤维素或纤维素的基质、聚乙二醇修饰的硝化纤维素、醋酸纤维素膜、硝化纤维素混合酯膜、玻璃纤维、聚醚砜膜、尼龙膜、聚烯烃膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚丙烯膜、聚偏二氟乙烯膜、聚乙烯膜、聚苯乙烯膜、聚氨酯膜、聚苯醚膜、四氟乙烯-六氟丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：R勒尼克，EJ芬霍特，X王，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US