用于分析流体样品的流体设备及用于分析生物样品的方法技术

本申请公开一种用于分析流体样品的流体设备，流体设备包括：卡式盒设备，其配置成接收流体样品，卡式盒设备包括：第一流体单元，其包括第一流体腔室和第一通气口，第一通气口配置成将第一气动源施加至第一流体腔室；第二流体单元，其包括第二流体腔室和第二通气口，第二通气口配置成将第二气动源施加至第二流体腔室；以及第一流体连接部，其位于第一流体单元与第二流体单元之间。与第二流体单元之间。与第二流体单元之间。

【技术实现步骤摘要】
用于分析流体样品的流体设备及用于分析生物样品的方法
[0001]本申请是申请日为2016年06月08日、申请号为2016800338138、专利技术名称为用于多分析物分析的流体单元和流体卡式盒的专利申请的分案申请。


[0002]本公开内容主要涉及可用于多分析物分析(multi
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analyte analyse)的方法和设备，更具体是涉及用于分析流体样品的流体设备及用于分析特征样品的方法。

技术介绍

[0003]在体外诊断领域，通常要对诸如体液的生物样品(例如血液、尿液、唾液、脑脊髓液等等)、细胞悬浮液(例如在缓冲液中的组织细胞悬浮液)，以及其他流体样品进行分析。对于某些情况，比如即时(point
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of
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care)检测，期望以卡式盒设备的形式进行上述分析。此外，还期望卡式盒在每次使用之后是一次性的，以避免交叉污染。微流体技术可用于构建这些卡式盒设备，并具有样品体积小以及卡式盒尺寸小的优点。然而，能用于测量多种生物标志物的卡式盒设备依然缺少。

技术实现思路

[0004]在一方面，本公开内容是针对一种流体单元的设计，该流体单元用于构造测试生物样品的卡式盒。该流体单元包括：腔室、通气口和至少一个微流体通道，该微流体通道通入腔室并具有被动阀。该单元的操作依赖于重力或作为重力的替代力(比如离心力)的其它力，从而将流体保持在正确位置。此外，使用其它的力(比如气动压力)来输送流体。此种流体单元的设计具有固有的“自停”机制，其被配置成用于克服在气动致动的卡式盒中进行精确体积输送的难点。该流体单元有多种变型，以便实现各种流体功能，比如混合样品、去除气泡、输送固定体积的流体、分程传递流体流等等。借助于多个此类流体单元，可实现更加复杂的流体功能，比如连续稀释、替代微流体中的T形接头等等。流体单元可以由包括多个层的结构来实现。在一实施方式中，流体单元可被实现为双层结构。在另一实施方式中，流体单元可被实现为三层结构。
[0005]本公开内容还说明了如何设计具有所述流体单元的卡式盒，并用于检测各种生物样品。这些卡式盒可具有多个所述设计单元，并且可选地具有其它流体部件，比如流体通道、阀和泵等等。卡式盒设备可用于各类检测，比如全血细胞计数、流式细胞仪分析、血液化学、血气、免疫分析、核酸提纯以及分子诊断等等。对于将多个上述检测整合到一个卡式盒中来说，本公开内容是很理想的。
[0006]对依赖于重力的卡式盒的实施方式，维持垂直位置是适宜的。在这些卡式盒中，输送固定体积的流体的精度对于(从垂直位置发生的)倾斜而言是很敏感的。本公开内容引入了一些方法来减少或消除倾斜的影响。
[0007]卡式盒被插入读取装置中读出测量信号。本公开内容还包含了多个读取装置的设计，用于与包含所述流体单元的卡式盒一起使用。一种读取设备一次仅接收一个卡式盒。另
一种读取设备可同时接收多个卡式盒，其中这些卡式盒可以按串行方式、并行方式或流线型方式运行，以增加检测吞吐量。
[0008]在一个主要的示例性实施方式中，流体设备包括：流体腔室；至少一个微流体通道，其与流体腔室流体连通；通气口，其被配置成将气动力施加至流体腔室；至少一个被动阀，其位于至少一个微流体通道内并且被配置成基于压力差允许或阻止流体流动通过至少一个微流体通道；以及，控制器，其被配置成控制经由通气口施加至流体腔室的气动力。
[0009]在另一实施方式中，所述流体腔室位于一次性卡式盒内，该卡式盒被配置成通过流体设备的壳体保持在垂直位置。
[0010]在另一实施方式中，当所述流体腔室被保持在垂直位置时，通气口位于流体腔室的顶部部分。
[0011]在另一实施方式中，当所述流体腔室被保持在垂直位置时，至少一个微流体通道位于在通气口下方的高度。
[0012]在另一实施方式中，所述至少一个微流体通道包括第一微流体通道和第二微流体通道，当所述流体腔室保持在垂直位置时，第一微流体通道位于在第二微流体通道上方的高度。
[0013]在另一实施方式中，所述至少一个被动阀包括以下项中的至少一个：(i)疏水片区；(ii)亲水片区；(iii)疏水通道的直径骤增部分；以及，(iv)疏水通道的直径骤缩部分。
[0014]在另一实施方式中，所述控制器被配置成基于以下项控制经由通气口施加至流体腔室的气动力：(i)与通气口相关的压力(P0)；以及，(ii)与至少一个微流体通道相关的压力(P1)。压力差(P0‑
P1)提供了气动力以驱动流体和空气。
[0015]在另一实施方式中，所述控制器被配置成通过根据以下方程式控制经由通气口施加至流体腔室的气动力，来将流体存储在流体腔室中：
‑
ΔP
in
‑
ρgh≤P0‑
P1≤ΔP
out
‑
ρgh，如果h≥0；以及，P1‑
P0≤ΔP
in
，如果h<0，其中(i)ΔP
in
是与流体进入流体腔室的第一方向相关的第一阈值压力；(ii)ΔP
out
是与流体离开流体腔室的第二方向相关的第二阈值压力；以及，(iii)ρgh是流体的液压，其因重力或者重力的替代力，比如离心力而产生。
[0016]在另一实施方式中，所述控制器被配置成通过根据以下方程式控制经由通气口施加至流体腔室的气动力，来将流体输送至流体腔室中：P1‑
P0>ΔP
in
+ρgh，如果h≥0；以及，P1‑
P0>ΔP
in
，如果h<0，其中(i)ΔP
in
是与流体进入流体腔室的方向相关的阈值压力，以及(ii)ρgh是流体的液压。
[0017]在另一实施方式中，所述控制器被配置成通过根据以下方程式控制经由通气口施加至流体腔室的气动力，来将流体从流体腔室向外输送：P0‑
P1>ΔP
out
‑
ρgh，其中(i)ΔP
out
是与流体离开流体腔室的方向相关的阈值压力；以及，(ii)ρgh是流体的液压。
[0018]在另一实施方式中，所述流体腔室包括滤膜，其具有的通孔孔径小于流体中已知的颗粒。
[0019]在另一实施方式中，所述设备包括多个流体腔室，并且其中控制器控制着相互独立地施加至多个流体腔室的相应通气口的气动压力。
[0020]在另一实施方式中，所述多个流体腔室包括第一流体腔室和第二流体腔室，第一流体腔室和第二流体腔室仅经由一个微通道流体连通。
[0021]在另一个主要的示例性实施方式中，流体检测系统包括：一个包括气动源和被配
置成控制该气动源的控制器的设备；以及，流体卡式盒，其被配置成要插入所述设备中，所述流体卡式盒包括：被配置成接收流体样品的入口；被配置成从入口接收流体样品的样品容纳腔室；被配置成存储或接收试剂的第一流体腔室，该第一流体腔室与样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于分析流体样品的流体设备，所述流体设备包括：卡式盒设备，其配置成接收所述流体样品，所述卡式盒设备包括：第一流体单元，其包括第一流体腔室和第一通气口，所述第一通气口配置成将第一气动源施加至所述第一流体腔室；第二流体单元，其包括第二流体腔室和第二通气口，所述第二通气口配置成将第二气动源施加至所述第二流体腔室；以及第一流体连接部，其位于所述第一流体单元与所述第二流体单元之间。2.如权利要求1所述的流体设备，其中所述第一流体连接部为带有被动阀的微流体通道。3.如权利要求1所述的流体设备，其中所述第二通气口配置成将所述第二气动源施加至所述第二流体腔室以实现以下项中的至少一个：(a)经由所述第一流体连接部将流体从所述第二流体单元输送至所述第一流体单元；以及(b)经由所述第一流体连接部将流体从所述第一流体单元输送至所述第二流体单元。4.如权利要求1所述的流体设备，其中，所述流体设备还包括独立于所述卡式盒设备的控制器；并且所述控制器配置成控制以下项中的至少一个：(a)施加第一气动源；以及(b)施加第二气动源。5.如权利要求1所述的流体设备，其中，所述第一通气口连接于大气压以使大气作为所述第一气动源。6.如权利要求1所述的流体设备，其中，所述流体设备还包括读取装置；所述卡式盒设备配置成被所述读取装置接收以用于信号读出；并且在所述第一通气口与被接收到所述第一流体腔室中的所述流体样品之间存在空气间隙。7.如权利要求1所述的流体设备，其中，所述流体设备配置成将所述卡式盒设备接收到读取装置中以用于信号读出；并且所述卡式盒设备位于垂直或倾斜位置以使所述第一流体腔室中的至少一部分流体被重力拉向以下方向中的至少一个：(a)远离所述第一通气口的方向；以及(b)朝向所述第一流体腔室的底部的方向。8.一种用于分析生物样品的方法，包括：(a)将所述生物样品接收到卡式盒设备中，其中所述卡式盒设备包括：第一流体单元，其包括第一流体腔室和第一通气口，所述第一通气口配置为将第一气动源施加至所述第一流体腔室；第二流体单元，其包括第二流体腔室和第二通气口，所述第二通气口配置为将第二气动源施加至所述第二流体腔室；以及流体连接部，其位于所述第一流体单元与所述第二流体单元之间；(b)在所述第一流体腔室中形成流体样品，所述流体样品包括至少一部分所述生物样品以及颗粒；(c)将所述流体样品的一部分从所述第一流体腔室移出；并且(d)将洗涤缓冲液引入所述第一流体腔室，以在所述第一流体腔室中使至少一部分所述颗粒与所述洗涤缓冲液形成流体悬浮液。
9.如权利要求8所述的方法，其中，通过在所述第一流体腔室中混合所述生物样品与所述颗粒的流体悬浮液以形成所述流体样品。10.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一流体单元还包括滤膜，所述滤膜配置成当所述流体样品的一部分被移出后截留所述颗粒。11.如权利要求8所述的方法，还包括在将所述流体样品的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：施文典，
申请(专利权)人：芯易诊有限公司，
类型：发明
国别省市：