用于處理流體的盒的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于處理流體的盒(790)，其包括：(i)包括入口(710)和至少一個(gè)主處理室(712)的預(yù)處理流體系統(tǒng)，可通過(guò)所述入口供應(yīng)所述流體，并且可在所述主處理室中處理所述流體；(ii)具有至少一個(gè)輔助處理室(755)的后處理流體系統(tǒng)，其中可在所述輔助處理室中處理流體；(iii)流體處理元件(701)，其對(duì)所述流體的至少一部分具有滲透性且將所述后處理流體系統(tǒng)連接到所述預(yù)處理流體系統(tǒng)。具體地講，所述流體處理元件可以是集成到至少一個(gè)箔(702、703、704)中的過(guò)濾材料(701)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于處理流體的盒發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種盒和一種用于處理流體、尤其是用于過(guò)濾例如血液的生物樣本的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]US 2011/0005341 Al公開(kāi)了一種包括過(guò)濾材料的過(guò)濾設(shè)備，所述過(guò)濾材料附接到由雙面膠帶制成的粘性毛細(xì)結(jié)構(gòu)。沉積在所述過(guò)濾材料上的樣本經(jīng)過(guò)所述材料并進(jìn)入到毛細(xì)結(jié)構(gòu)中，以便對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供允許更有效地處理少量流體、例如血樣的裝置。
[0004]通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒和根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法實(shí)現(xiàn)此目的。在從屬權(quán)利要求中公開(kāi)了優(yōu)選的實(shí)施例。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面的盒用于處理流體，例如用于檢查諸如血液、唾液或尿液的生物流體。所述盒包括以下部件:
[0006]a)具有入口和至少一個(gè)“主”處理室的第一流體系統(tǒng)，其中可在所述入口處供應(yīng)待處理的流體，所述“主”處理室用于處理所述供應(yīng)的流體。出于參考的目的，在下文中將把此第一流體系統(tǒng)稱為“預(yù)處理流體系統(tǒng)”。
[0007]b)包括用于處理流體的至少一個(gè)“輔助”處理室的第二流體系統(tǒng)，在下文中稱為“后處理流體系統(tǒng)”。
[0008]c)對(duì)所述待處理流體的至少一部分具有滲透性的流體處理元件，所述流體處理元件將前述的預(yù)處理流體系統(tǒng)連接到所述后處理流體系統(tǒng)。這意味著，已被供應(yīng)到預(yù)處理流體系統(tǒng)的流體可通過(guò)流體處理元件而進(jìn)入后處理流體系統(tǒng)。如其名稱所指示，在流體經(jīng)過(guò)流體處理元件時(shí)，在此元件與流體之間將發(fā)生交互作用，導(dǎo)致發(fā)生流體的某種“處理”。因此，進(jìn)入流體處理元件的流體在下文中也將稱為“原始流體”，而離開(kāi)流體處理元件的流體稱為“處理后的流體”。
[0009]根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于在上述類(lèi)型的盒中處理流體的方法，其中所述方法包括以下步驟:
[0010]a)將一定量的待處理流體引入到盒的入口中，所述一定量的流體會(huì)填充預(yù)處理流體系統(tǒng)和后處理流體系統(tǒng)兩者。結(jié)果，預(yù)處理流體系統(tǒng)將因此填充有原始流體，而后處理流體系統(tǒng)將填充有處理后的流體。
[0011]b)在盒的主處理室中處理所述(原始)流體。
[0012]c)在盒的輔助處理室中處理所述(處理后的)流體。
[0013]應(yīng)該指出的是，通常將在主處理室和輔助處理室中處理所引入流體的不同部分。這意味著，流體的給定部分(例如，一個(gè)分子)將在主處理室或輔助處理室中加以處理，但不(順序地)在兩個(gè)室中處理。此外，在主處理室和輔助處理室中的處理通常將同時(shí)發(fā)生(至少針對(duì)其持續(xù)時(shí)間的一部分而言)且包括不同的程序。
[0014]所述盒和所述方法具有以下優(yōu)點(diǎn):其允許在原始階段和處理后的階段對(duì)給定數(shù)量的流體并行處理。這是通過(guò)提供由流體處理元件分離的主處理室和輔助處理室來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，將已被引入到入口中的流體分成原始部分和處理后的部分，然后可對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理。
[0015]所述盒和所述方法是同一發(fā)明概念，即提供由流體處理元件分離的主處理室和輔助處理室的不同實(shí)現(xiàn)方式。因此，針對(duì)這些實(shí)現(xiàn)方式中的一種提供的解釋和限定對(duì)于另一種實(shí)現(xiàn)方式也同樣有效。在下文中，將描述適用于上文所述的盒和方法兩者的本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施例。
[0016]所述盒和方法優(yōu)選地適用于處理少量流體，例如僅可取得有限數(shù)量的生物樣本。因此，預(yù)處理流體系統(tǒng)和后處理流體系統(tǒng)一起(連同方法的步驟a)中引入的流體量在內(nèi))的總體積優(yōu)選地小于約500 μ 1，更優(yōu)選地小于約50 μ I。如此小的總體積可由(例如)取自手指點(diǎn)刺的血滴完全填滿。
[0017]例如，原始流體在主處理室中的處理可包括電化學(xué)測(cè)量、電阻抗或?qū)釡y(cè)量和/或光學(xué)或光譜測(cè)量(例如，漫反射率、消光(extinct1n))。
[0018]輔助處理室可視情況包括透明側(cè)面，所述透明側(cè)面允許對(duì)所述處理室內(nèi)的處理后的流體進(jìn)行光學(xué)檢查。因此，此光學(xué)檢查構(gòu)成了所述方法的處理步驟c)的一個(gè)實(shí)例。特別是，所述光學(xué)檢查可受限于緊鄰所述透明側(cè)面的薄流體層。例如，通過(guò)在流體中形成瞬逝光學(xué)場(chǎng)和通過(guò)觀察(例如)散射光、熒光或受抑全內(nèi)反射(FTIR)來(lái)實(shí)現(xiàn)此光學(xué)檢查。因此，所述透明側(cè)面被設(shè)計(jì)成(例如)使得其允許利用外部光束照射，且優(yōu)選地還允許觀察到由于所述外部光束導(dǎo)致的散射光和/或全內(nèi)反射光。WO 2008/072156A2中可見(jiàn)FTIR測(cè)量的更多詳細(xì)信息，所述專(zhuān)利案以引用的方式并入本文中。
[0019]大體來(lái)說(shuō)，所述流體處理元件可為在流體經(jīng)過(guò)所述元件時(shí)當(dāng)前操縱、處理或處置所述流體的任何裝置。在典型的實(shí)例中，流體處理元件可為或可包括被設(shè)計(jì)成留存流體的目標(biāo)組分的過(guò)濾元件。
[0020]待處理的流體可優(yōu)選地為血液。在醫(yī)療程序中，所需的血樣數(shù)量應(yīng)當(dāng)盡可能地少，以便最小化對(duì)患者產(chǎn)生的不便。同時(shí)，通常用此樣本執(zhí)行多種不同的檢測(cè)程序，其中這些程序中的一些需要進(jìn)行處理(如，過(guò)濾細(xì)胞以便分離血漿和全血)而另一些無(wú)需進(jìn)行處理。通過(guò)本發(fā)明的盒和方法，可最佳地滿足這兩種需求。
[0021]在下文中將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在將所述流體處理元件設(shè)計(jì)為過(guò)濾器時(shí)，所述實(shí)施例均以所述流體處理元件的有成本效益的制造方法為基礎(chǔ)。
[0022]因此，本發(fā)明包括一種用于過(guò)濾流體的過(guò)濾單元，例如源于生物的液體，如血液、唾液或尿液。通常，“過(guò)濾”的過(guò)程包括:由于流體的特定物理和/或化學(xué)性質(zhì)(例如，其尺寸)而由過(guò)濾單元留存所述流體的某些目標(biāo)組分。所述過(guò)濾單元包括以下部件:
[0023]a)至少一個(gè)箔，所述箔對(duì)待過(guò)濾的流體具有不可滲透性且包括至少一個(gè)孔口或開(kāi)□。
[0024]在此上下文中，術(shù)語(yǔ)“箔”通常應(yīng)指一些(固態(tài))材料的片材或?qū)?，其中所述材料?yōu)選地均勻分布在所述層中。此外，所述層通常將具有一致的厚度且將是扁平的，也就是說(shuō)其厚度要比其在垂直于厚度的方向上的尺寸(即，寬度和長(zhǎng)度)要小得多。通常，所述箔的厚度將介于10 μ m至1000 μ m的范圍內(nèi)，而長(zhǎng)度和寬度介于幾毫米到高達(dá)幾厘米的范圍內(nèi)。此外，箔通常是自支撐結(jié)構(gòu)，并且在一定程度上是柔性的，使得能夠(例如)將其彎曲成期望的三維構(gòu)型或者將其卷起來(lái)。
[0025]b)過(guò)濾材料，其對(duì)所述流體的至少一部分具有滲透性且被集成到箔的前述孔口中。
[0026]過(guò)濾材料集成到箔的孔口中是指過(guò)濾材料(至少部分地)位于與箔相同的層中，替代已被移除以形成孔口的箔材料。過(guò)濾材料附接到所述箔可通過(guò)不同方式實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)將其膠合到孔口的邊界處。通常，所述孔口被過(guò)濾材料完全填滿，意指通過(guò)孔口的任何流體都必須流過(guò)所述過(guò)濾材料。當(dāng)流體透過(guò)所述過(guò)濾材料時(shí)，在過(guò)濾材料與流體之間可發(fā)生密切的相互作用，借助所述相互作用可實(shí)現(xiàn)來(lái)自流體的目標(biāo)組分的預(yù)期保留。例如，可通過(guò)多孔過(guò)濾材料來(lái)留存例如生物細(xì)胞的目標(biāo)組分，所述多孔過(guò)濾材料具有小于細(xì)胞半徑的孔尺寸。
[0027]通過(guò)將過(guò)濾材料集成到箔的孔口中，實(shí)現(xiàn)可基本上以與箔相同的方式來(lái)進(jìn)行處理的過(guò)濾單元。例如，此過(guò)濾單元可以通過(guò)具有成本效益的制造工序(如卷對(duì)卷技術(shù))來(lái)生產(chǎn)和/或附接到其它部件。
[0028]本發(fā)明還包括一種用于處理流體的盒，所述盒包括基本上剛性的支架和上述種類(lèi)的過(guò)濾單元，其中所述支架和所述過(guò)濾單元彼此附接(結(jié)合)在一起。
[0029]所述剛性支架為盒提供機(jī)械穩(wěn)定性。此外，其可提供額外的功能或部件，例如用于檢測(cè)過(guò)程的檢查室。
[0030]此外，本發(fā)明包括一種用于制造包括過(guò)濾材料的過(guò)濾單元的方法，尤其是上述種類(lèi)的過(guò)濾單元。所述方法包括以下步驟，所述步驟可按所列次序執(zhí)行、按相反次序執(zhí)行、或者被同時(shí)執(zhí)行:
[0031]-將兩個(gè)箔彼此結(jié)合，使得在他們之間嵌入過(guò)濾材料。
[0032]-在所述過(guò)濾材料的位置處，在每個(gè)箔中提供至少一個(gè)孔口。
[0033]如果首先完成前述步驟，S卩，在結(jié)合兩個(gè)箔之前，在結(jié)合步驟期間所述過(guò)濾材料將所處的位置處提供所述孔口。
[0034]通過(guò)在兩個(gè)箔之間嵌入過(guò)濾材料，實(shí)現(xiàn)了三明治結(jié)構(gòu)，其中牢固地集成所述過(guò)濾材料，同時(shí)可通過(guò)箔中的孔口接近所述過(guò)濾材料。此外,此程序可與有效的生產(chǎn)工藝相容，如卷對(duì)卷制造技術(shù)。
[0035]所述過(guò)濾單元、包括此過(guò)濾單元的盒、以及所述方法均為同一發(fā)明性概念，即將過(guò)濾材料集成到至少一個(gè)箔中的不同實(shí)現(xiàn)方式。因此，針對(duì)這些實(shí)現(xiàn)方式中的一種提供的解釋和限定對(duì)于另一種實(shí)現(xiàn)方式同樣有效。在下文中，將描述涉及此過(guò)濾單元、盒和方法的本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施例。
[0036]所述過(guò)濾單元的箔或多個(gè)箔中的至少一個(gè)箔可優(yōu)選地包括從由以下各項(xiàng)組成的組選出的材料:聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、環(huán)聚烯烴(COP、C0C)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亞胺(PI)、聚苯乙烯和定向聚苯乙烯(PS、0PS)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酰胺、尼龍(如鑄型尼龍、定向尼龍或共擠尼龍、PA尼龍、尼龍6、尼龍11、尼龍12、無(wú)定形尼龍、聚芳香酰胺MXD6)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、液晶聚合物(LCP)和氟聚合物(特別是PCTFE)。
[0037]過(guò)濾材料的種類(lèi)將根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用來(lái)選擇，即關(guān)于待處理的流體和所要留存的目標(biāo)組分來(lái)選擇。通常，過(guò)濾材料將是多孔的，具有介于約0.1 μ m與約1000 μ m之間的范圍內(nèi)的平均孔尺寸。例如，適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾材料包括不對(duì)稱的聚砜隔膜(如，美國(guó)紐約州華盛頓港的 Pall Corporat1n 生產(chǎn)的 Vivid? 等離子分離隔膜(Vivid? Plasma Separat1nMembrane);英國(guó)梅德斯通的Whatman pic生產(chǎn)的VF血液分離過(guò)濾器(VF bloodseparat1n filter)。
[0038]如結(jié)合制造方法所解釋?zhuān)瑢⑦^(guò)濾材料集成到箔的孔口中的優(yōu)選方式是將所述過(guò)濾材料布置在兩個(gè)箔之間；出于引用的目的，所述兩個(gè)箔將在下文中稱為“頂部箔”和“底部箔”。在這種情況下，過(guò)濾材料的尺寸(面積)優(yōu)選地被挑選為大于一個(gè)箔中的一個(gè)孔口的尺寸，優(yōu)選地大于兩個(gè)箔中的兩個(gè)孔口的尺寸。過(guò)濾材料的邊界則被牢固地保持在(夾在)頂部箔和底部箔之間。
[0039]在前述實(shí)施例的另一種開(kāi)發(fā)中，過(guò)濾材料被布置在第三箔(在下文中稱為“中間箔”)的孔口中，其中所述中間箔被封閉在頂部箔和底部箔之間。中間箔的厚度優(yōu)選地與過(guò)濾材料的厚度相同或更小。此外，中間箔中的孔口優(yōu)選地足夠大以完全容納整個(gè)過(guò)濾材料而不重疊。如文中已提及，相反地，頂部箔和底部箔中的孔口優(yōu)選地小于過(guò)濾材料的面積。中間箔的設(shè)置具有如下優(yōu)點(diǎn):過(guò)濾材料可被更好地集成到箔堆中，特別是不會(huì)產(chǎn)生不期望的死體積(dead volume)。
[0040]如果過(guò)濾單元包括兩個(gè)或更多個(gè)箔的堆，則所有這些箔具有一致的幾何形狀及材料。在可供選擇的實(shí)施例中，所述堆中的至少兩個(gè)箔具有不同的幾何形狀和/或由不同的材料組成。例如，兩個(gè)箔的厚度、總面積或者孔口尺寸或形狀可以是不同的。
[0041]由過(guò)濾單元構(gòu)成的一個(gè)或多個(gè)箔在幾何上可以是具有一致厚度的層。然而，在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述過(guò)濾單元的至少一個(gè)箔可包括一個(gè)或多個(gè)腔，即其中與一致的層的幾何形狀相比丟失了箔材料的空間。例如，可通過(guò)熱壓印而容易地產(chǎn)生箔中的腔。例如，可在箔的孔口的邊界周?chē)a(chǎn)生腔，以形成其中可容納過(guò)濾材料的空間。此外，箔中的腔可構(gòu)成通道、室等，流體可出于處理的目的而流過(guò)所述通道、室等。
[0042]在相關(guān)實(shí)施例中，過(guò)濾單元的箔可任選地包括突出部，所述突出部限定材料的除一致層的幾何形狀以外的區(qū)域。此實(shí)施例大致等同于前述實(shí)施例，因?yàn)榫哂袕暮?jiǎn)單的一致層的幾何形狀發(fā)生偏離的三維結(jié)構(gòu)的箔可被視為(在厚的層中)具有腔的箔或者具有(從薄的層突出的)突出部的箔。一般來(lái)講，被構(gòu)造的箔可包括腔和突出部?jī)烧摺?br> [0043]過(guò)濾單元的過(guò)濾材料可優(yōu)選地在至少一側(cè)上具有穹頂形狀，即其在一個(gè)方向上相應(yīng)地從過(guò)濾單元或其箔的平面向外膨脹。在流體的處理期間，此穹頂形狀通常是有利的。例如，如果過(guò)濾材料朝向掉落膨脹，則沉積到過(guò)濾器上的樣本液滴可更易于被吸收。相似地，過(guò)濾材料的穹頂形狀可用于確保過(guò)濾材料與過(guò)濾單元或盒的后續(xù)部件的接觸。這會(huì)最小化死區(qū)體積，并且確保由毛細(xì)作用力運(yùn)送已經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料的流體。應(yīng)該指出的是，過(guò)濾材料可僅在一個(gè)方向或者兩個(gè)(相反的)方向上具有穹頂形狀。在后一種情況下，箔孔口內(nèi)的過(guò)濾材料的剖面通常將為凸面的。
[0044]在另一個(gè)實(shí)施例中，可提供一種保持元件，用于在一個(gè)給定方向上按壓或偏壓所述過(guò)濾材料。由于此按壓的結(jié)果，可產(chǎn)生前述的穹頂形狀(在一個(gè)方向上)。通常，保持元件的按壓可用于保證過(guò)濾材料的某種幾何形狀，和/或用于保證過(guò)濾材料和過(guò)濾單元或盒的后續(xù)部件之間的接觸。
[0045]例如，可通過(guò)在一個(gè)方向上按壓所述過(guò)濾材料的過(guò)濾單元的一個(gè)額外層、尤其是額外箔實(shí)現(xiàn)前述保持元件。保持元件的此實(shí)現(xiàn)方式可容易地生產(chǎn)，例如通過(guò)用來(lái)制造過(guò)濾單元本身的相同的卷對(duì)卷工藝。
[0046]在許多應(yīng)用中，在過(guò)濾單元的預(yù)期使用期間，過(guò)濾材料的一側(cè)將一直為可接近的。接近例如可為必要的，以將樣本流體沉積在過(guò)濾材料上。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在使用期間可接近的過(guò)濾材料的一側(cè)被設(shè)計(jì)成保持介于給定的最小量和給定的最大量之間的一定量的給定流體，假如說(shuō)所述流體完全覆蓋過(guò)濾材料且僅由(分子)附著力保持的話。與此目的相關(guān)的一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)是外部箔中的孔口的尺寸和形狀，其確定了可直接接近的過(guò)濾材料的面積。另一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)是在相應(yīng)的過(guò)濾側(cè)的表面化學(xué)性質(zhì)，尤其是相關(guān)聯(lián)的箔和/或過(guò)濾材料的化學(xué)性質(zhì)。例如,箔的表面可為疏水性的，以排斥諸如血液的含水流體。借助所述設(shè)計(jì)，可保證在將未限定數(shù)量的血液施加到可接近的過(guò)濾材料一側(cè)之后，過(guò)濾材料會(huì)接納期望的血液量。如果施加了少于最小量的流體，則過(guò)濾材料的至少一部分將不被流體覆蓋，這可以容易地通過(guò)視覺(jué)檢查來(lái)檢測(cè)。
[0047]過(guò)濾單元的一個(gè)或多個(gè)箔可僅具有單個(gè)孔口，在所述孔口處定位有所述過(guò)濾材料。在更精巧的設(shè)計(jì)中，可用具有至少兩個(gè)孔口的箔覆蓋所述過(guò)濾單元的過(guò)濾材料，所述至少兩個(gè)孔口提供對(duì)過(guò)濾材料的同一元件的接近。此類(lèi)具有幾個(gè)孔口的箔可尤其被布置在過(guò)濾材料的在使用期間保持可接近的一側(cè)上。在過(guò)濾材料上方使用多個(gè)小的孔口來(lái)替代單個(gè)大的孔口有助于避免過(guò)濾材料與大的對(duì)象(例如器械或用戶的手指)之間的非期望接觸(例如，在手指點(diǎn)刺血的直接采集期間)。如果孔口足夠小，例如直徑小于約5_，則可避免直接觸碰。
[0048]過(guò)濾單元可任選地包括電部件，尤其是電引線、電極和/或RF ID標(biāo)簽。這些部件優(yōu)選地使用在與箔相同的制造工序中(例如卷對(duì)卷技術(shù))產(chǎn)生。例如，可將導(dǎo)電結(jié)構(gòu)印刷到由過(guò)濾單元包括的箔上。
[0049]盒的支架可任選地包括一些用于支撐過(guò)濾單元的過(guò)濾材料的結(jié)構(gòu)。此支撐可為過(guò)濾材料以及支架和過(guò)濾材料之間的接觸提供機(jī)械穩(wěn)定性。
[0050]通常，支架可包括適合用于預(yù)期目的的任何材料或結(jié)構(gòu)。在具體實(shí)施例中，支架可為至少局部透明的，以允許對(duì)所施加流體進(jìn)行光學(xué)檢查或處理。
[0051]盒的支架可任選地包括用于容納流體的至少一個(gè)腔，其中所述腔優(yōu)選地連接到過(guò)濾材料。在所述腔連接到過(guò)濾材料的情形中，流體可被朝向過(guò)濾材料輸送經(jīng)過(guò)所述腔，或者可由所述腔接納已穿過(guò)過(guò)濾材料的流體以便用于進(jìn)一步處理步驟。例如，支架中的腔可包括用于輸送流體的一個(gè)或多個(gè)(細(xì)長(zhǎng))通道，或者包括用于在處理步驟期間容納流體的一個(gè)或多個(gè)室。
[0052]在前述實(shí)施例的另一種發(fā)展中，支架的至少一個(gè)腔由附接到支架的過(guò)濾單元的箔覆蓋。因此，可容易地產(chǎn)生支架中的腔的精巧結(jié)構(gòu)(例如，通道和/或室)，例如通過(guò)注射成型，因?yàn)樗銮蛔畛蹩稍谝粋?cè)為開(kāi)放的，所述側(cè)稍后會(huì)被過(guò)濾單元的箔覆蓋。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第一(微)流體系統(tǒng)位于過(guò)濾材料的第一側(cè)上，且第二(微)流體系統(tǒng)位于過(guò)濾材料的相反側(cè)上。出于引用的目的，在下文中，第一流體系統(tǒng)將被稱為“預(yù)處理流體系統(tǒng)”，而第二流體系統(tǒng)將被稱為“后處理流體系統(tǒng)”。所述名稱表明，預(yù)處理流體系統(tǒng)通常輸送原始(未處理)流體，而只有被過(guò)濾(處理)后的流體才能到達(dá)后處理流體系統(tǒng)。將預(yù)處理流體系統(tǒng)和后處理流體系統(tǒng)設(shè)置在過(guò)濾材料的相反側(cè)上具有如下優(yōu)點(diǎn):可分別并行地且并無(wú)過(guò)濾步驟地處理流體的同一相同樣本。因此，例如，能夠根據(jù)單個(gè)血樣來(lái)檢查全血(在預(yù)處理流體系統(tǒng)中)以及血漿(在后處理流體系統(tǒng)中)。
[0054]根據(jù)預(yù)期應(yīng)用和處理，可單獨(dú)地設(shè)計(jì)前述流體系統(tǒng)。例如，在優(yōu)選的實(shí)施例中，預(yù)處理流體系統(tǒng)可包括用于流體(如，用于血滴)的入口。然后，此流體將在預(yù)處理流體系統(tǒng)中傳播，在這里可完成某些研究或處理步驟，并且此流體還經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料到達(dá)后處理流體系統(tǒng)，以便執(zhí)行其它處理步驟。
[0055]例如，預(yù)處理流體系統(tǒng)可包括用于處理并未經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料的流體的處理室。
[0056]相似地，后處理流體系統(tǒng)可包括用于處理已經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料的流體的處理室。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，過(guò)濾單元和/或支架包括鄰近過(guò)濾材料定位并且可在其中處理流體(例如關(guān)于某些目標(biāo)物質(zhì)的存在)進(jìn)行研究的處理室。最優(yōu)選地，所述處理過(guò)的流體是已經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾材料的流體。緊鄰過(guò)濾材料布置處理室避免了在流體的輸送期間(從過(guò)濾材料到處理室)材料和時(shí)間的損失，因此有助于最小化所需的流體數(shù)量以及用于處理流體的時(shí)間。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0058]根據(jù)下文所述的實(shí)施例將顯而易見(jiàn)本發(fā)明的這些和其它方面，并且將參照下文所述的實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明的這些和其它方面。
[0059]在圖中:
[0060]圖1示出了經(jīng)過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第一過(guò)濾單元的示意性剖面；
[0061]圖2示出了圖1所示過(guò)濾單元的分解透視圖；
[0062]圖3示出了圖1所示過(guò)濾單元的俯視圖(頂部的圖)和組成所述過(guò)濾單元的箔的俯視圖(底部的二個(gè)圖)；
[0063]圖4示出了在將過(guò)濾單元附接到支架之前經(jīng)過(guò)所述盒的剖面，所述盒包括圖1所示的過(guò)濾單元；
[0064]圖5示出了經(jīng)過(guò)具有第二過(guò)濾單元的盒的剖面，所述第二過(guò)濾單元包括具有不同厚度的箔；
[0065]圖6示出了經(jīng)過(guò)包括第三過(guò)濾單元的盒的剖面，所述第三過(guò)濾單元具有用于保持過(guò)濾材料的另一頂部箔；
[0066]圖7示出了圖6所示盒的所述另一頂部箔的四個(gè)實(shí)施例的底側(cè)上的視圖，所述實(shí)施例包括具有徑向槽的孔口，一個(gè)孔口由三個(gè)相連的圓形小開(kāi)口組成，另一個(gè)孔口由三個(gè)分別不相連的圓形小開(kāi)口組成；
[0067]圖8示出了經(jīng)過(guò)包括第四過(guò)濾單元的盒的剖面，所述第四過(guò)濾單元具有比覆蓋相關(guān)聯(lián)的支架所需的面積大的底部箔，且還具有包括幾個(gè)開(kāi)口的另一頂部箔；
[0068]圖9示出了在將第五過(guò)濾單元附接到支架之前經(jīng)過(guò)包括第五過(guò)濾單元的盒的剖面，其中所述過(guò)濾單元的底部箔覆蓋了支架的開(kāi)放腔；
[0069]圖10示出了經(jīng)過(guò)包括第六過(guò)濾單元的盒的剖面，所述第六過(guò)濾單元具有后處理流體系統(tǒng)；
[0070]圖11示出了包括第七過(guò)濾單元和相關(guān)聯(lián)支架的盒的俯視圖，其中所述過(guò)濾單元具有預(yù)處理和后處理流體系統(tǒng)；
[0071]圖12示出了經(jīng)過(guò)圖11的盒的剖面；
[0072]圖13示出了包括具有預(yù)處理流體系統(tǒng)的第八過(guò)濾單元的盒的俯視圖，其中處理室鄰近過(guò)濾材料定位;
[0073]圖14示出了經(jīng)過(guò)圖13所示盒的剖面；
[0074]圖15示出了類(lèi)似于圖11和12所示盒的一個(gè)盒的俯視圖，但所述盒包括被分成三個(gè)平行分支的預(yù)處理流體系統(tǒng)；
[0075]圖16示出了類(lèi)似于圖13和14所示盒的一個(gè)盒的俯視圖，但所述盒包括被分成三個(gè)平行分支的預(yù)處理流體系統(tǒng)；
[0076]圖17示出了經(jīng)過(guò)包括第八過(guò)濾單元的盒的剖面，所述第八過(guò)濾單元允許在視覺(jué)控制下施加樣本液體，其中示出了施加有最大數(shù)量的流體的情形；
[0077]圖18示出了在施加最小數(shù)量的流體時(shí)圖17所示的盒。
[0078]在附圖中，相同的元件符號(hào)或者通過(guò)100的整數(shù)倍進(jìn)行區(qū)分的相似元件符號(hào)是指相同或相似的部件。

【具體實(shí)施方式】
[0079]已知用于在諸如唾液、尿液、且尤其是血液的體液中檢測(cè)特定目標(biāo)分子的生物傳感器。例如，正如根據(jù)US 2010/0310423 Al所知的一種生物傳感器平臺(tái)(也稱為飛利浦“Magnotech”平臺(tái))使用了多室式一次性盒。單獨(dú)的檢測(cè)室用于使用基于磁性粒子和光學(xué)檢測(cè)方法(如，受抑性全內(nèi)反射(FTIR)或單珠檢測(cè)(single bead detect1n))的免疫測(cè)定來(lái)對(duì)不同的目標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行選擇性檢測(cè)。
[0080]為了降低前述生物傳感器的成本，期望一種更具成本效益的一次性盒設(shè)計(jì)。優(yōu)選地，所述新設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)允許基于卷對(duì)卷制造技術(shù)(例如，熱壓印箔、層合等)的生產(chǎn)。因此，可實(shí)現(xiàn)將多種功能(毛細(xì)流體輸送、RF-1D、過(guò)濾材料安裝、電化學(xué)性等)容易地組合到簡(jiǎn)單的子單元中，所述子單元仍可與注射成型的盒部分相組合(如果有必要，例如用于進(jìn)行光敏檢測(cè)和/或瞬逝場(chǎng)激發(fā))。另一個(gè)目的是允許檢測(cè)來(lái)自有限體積的血樣(手指點(diǎn)刺)的血液和血漿兩者中的目標(biāo)分子。此外，對(duì)少量樣本的最佳化利用是期望的。根據(jù)一個(gè)方面，所提議方法建議在可能的時(shí)候切換到卷對(duì)卷處理。此方法的優(yōu)點(diǎn)為，已在卷對(duì)卷工藝中實(shí)現(xiàn)了了一些功能(例如，RF標(biāo)簽)，從而實(shí)現(xiàn)了順利集成。
[0081]因此，本發(fā)明的一個(gè)重要方面是將過(guò)濾材料安裝在箔中，從而能夠使用低成本的卷對(duì)卷(R2R)生產(chǎn)技術(shù)。此子單元可補(bǔ)充有其它基于箔的功能(例如，絲印電極、RF-1D標(biāo)簽、毛細(xì)通道、熱壓印結(jié)構(gòu))。所述基于箔的子單元可與注射成型式部件相組合(如果有需要)以形成一次性盒。所述注射成型式部件含有不能在R2R技術(shù)中實(shí)現(xiàn)的重要功能。
[0082]在下文中，將描述組合了卷對(duì)卷子單元(“過(guò)濾單元”)和注射成型式部件(“支架”)的若干實(shí)例，所述子單元和注射成型式部件一起形成了用于(如)Magnotech平臺(tái)的盒。所有實(shí)例均包括使用層合技術(shù)安裝的血液分離過(guò)濾器。對(duì)于一些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，注射成型式部件也可用基于箔的部件來(lái)替代，從而導(dǎo)致產(chǎn)生完全基于箔的盒。
[0083]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的過(guò)濾單元100(未按比例繪制)。此圖所示的帶坐標(biāo)裝置類(lèi)似地適用于圖4、5、8、9、10、12、14、17和18 ( 即，適用于其中未示出任何其它帶坐標(biāo)裝置的所有圖式)。圖2和3分別示出了過(guò)濾單元100的分解圖和俯視圖。
[0084]過(guò)濾單元100包括過(guò)濾材料101，所述過(guò)濾材料為多孔的，且因此(部分地)對(duì)諸如血樣的流體具有滲透性。如根據(jù)圖2可看出，過(guò)濾材料101被設(shè)置為大致圓形的盤(pán)。此過(guò)濾材料101的圓盤(pán)裝配到“中間箔” 104的相關(guān)聯(lián)孔口 A’中。
[0085]此外，過(guò)濾單元100包括頂部箔102和底部箔103，其中術(shù)語(yǔ)“頂部”和“底部”是指這些箔在圖式中的位置。頂部箔102和底部箔103具有小于過(guò)濾材料101的圓盤(pán)的孔或孔口 A，并且所述頂部箔和底部箔被層合到前述中間箔104的相反側(cè)。因此，頂部箔102和底部箔103將中間箔104和過(guò)濾材料101包封起來(lái)。如根據(jù)圖1可看出，過(guò)濾材料101比中間箔104厚。因此，所述過(guò)濾材料在頂部箔和底部箔的孔口 A內(nèi)被壓縮并膨脹(在正負(fù)z方向上)。
[0086]使用類(lèi)似于圖1-3所示的過(guò)濾單元來(lái)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)性血液分離測(cè)試，所述過(guò)濾單元包括被層合在箔之間的測(cè)試用過(guò)濾材料(Pall Vivid血楽;分離隔膜級(jí)GX ;直徑10mm)。故意選擇過(guò)多的使用樣本體積(約40μ?以引起邊緣滲漏。然而，并未觀察到任何滲漏(即，被包封在頂部箔和底部箔之間的過(guò)濾材料的外邊界仍舊是大致干燥的)。在過(guò)濾材料的出口側(cè)觀察到澄清的血漿。
[0087]盡管圖1-3的過(guò)濾單元100是由三個(gè)箔組成的，但顯而易見(jiàn)，也可以將過(guò)濾材料層合在僅兩個(gè)箔或?qū)又g。在這種情況下，一個(gè)箔或兩個(gè)箔將優(yōu)選地圍繞過(guò)濾材料的孔口具有壓印結(jié)構(gòu)。
[0088]圖4示出了由圖1-3的過(guò)濾單元100和支架150組成的盒190，其中所示出的這兩個(gè)部件是恰在使用層合技術(shù)將這兩個(gè)部件彼此附接在一起之前的。
[0089]支架150由主體151組成，所述主體由透明塑料通過(guò)注射成型制成，并且包括過(guò)濾器支撐部153、一個(gè)或多個(gè)處理/檢測(cè)室155以及將所述支撐部連接到所述室的通道154。此外，支架150包括覆蓋并封閉處理室155和相關(guān)聯(lián)通道154的層合材料152。
[0090]過(guò)濾單元100的實(shí)施例是對(duì)稱的，也就是說(shuō)，頂部箔102和底部箔103的厚度及其孔口 A的幾何形狀是一致的。在實(shí)施過(guò)程中，選擇不對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以是有利的(不同的孔口直徑、不同的箔厚度等)。圖5示出了包括具有不對(duì)稱設(shè)計(jì)的過(guò)濾單元200的示例性盒290:底部箔203比頂部箔202 (和中間箔204)厚。可通過(guò)執(zhí)行層合的次序或者通過(guò)過(guò)濾材料本身的不對(duì)稱本質(zhì)故意地引入不對(duì)稱性。不對(duì)稱情形將大體導(dǎo)致過(guò)濾材料向上或向下隆起。這種隆起可用于增強(qiáng)過(guò)濾材料和過(guò)濾器支撐部之間通常所需的良好接觸。尤其是在血液分離過(guò)濾器與極有限的樣本體積相組合的情形中，將過(guò)濾器與過(guò)濾器支撐部之間的死區(qū)體積嚴(yán)格降低至最小值是有利的。
[0091]附接到過(guò)濾單元200的支架250形成緊鄰過(guò)濾材料201的排出側(cè)的處理室255。因此，對(duì)于從過(guò)濾器到處理室的輸送來(lái)說(shuō)，不存在任何流體損失。例如，支架250可為剛性部件(如，注射成型式塑料部件)或另一個(gè)箔。
[0092]圖6和7示出了用于確保過(guò)濾單元300的過(guò)濾材料301與支架350上的過(guò)濾器支撐部之間的良好物理接觸的另一種方法。在這里，添加另一頂部層或頂部箔305作為“保持元件”，其具有朝向過(guò)濾器支撐部向下按壓過(guò)濾材料301的功能。
[0093]圖7示出了在另一頂部箔305中設(shè)計(jì)孔口 A的四個(gè)實(shí)例性選項(xiàng)，其可用于確保過(guò)濾器與過(guò)濾器支撐部之間的良好物理接觸。在上部的兩個(gè)圖式中，另一頂部箔305中的孔口 A由允許孔口的環(huán)形邊界向下彎曲的徑向槽或切口環(huán)繞(應(yīng)當(dāng)指出的是，所述圖式以頂部朝下的方式示出了所述另一頂部箔)。
[0094]在圖7中自頂部起的第三個(gè)圖中，單個(gè)孔口 A由三個(gè)單獨(dú)的圓形小開(kāi)口或孔組成，所述開(kāi)口或孔通過(guò)中心孔連接起來(lái)。這導(dǎo)致三個(gè)指狀物，所述指狀物可被變形以將過(guò)濾材料按壓在過(guò)濾器的中心中的過(guò)濾器支撐部上。
[0095]在圖7的最下部圖式中，整個(gè)孔口 A由三個(gè)單獨(dú)的(未相連)圓形孔口組成。因此，所述另一頂部箔本身是扁平的，但在壓抵所述過(guò)濾器支撐部時(shí)防止隆起的過(guò)濾材料在錯(cuò)誤的方向上形成穹頂形狀。此外，該另一頂部箔也有助于防止觸碰到過(guò)濾材料。約0.3mm的箔厚度與3mm直徑的孔的組合會(huì)充分保護(hù)過(guò)濾材料免于觸碰到手指。
[0096]圖8示出了過(guò)濾單元400的第四實(shí)施例，其中底部箔403具有比位于其上方的頂部箔402及中間箔404大的面積。如此大的底部箔403可用于在將其附接到支架450時(shí)封閉開(kāi)放的腔(未示出)。此外，過(guò)濾單元400包括在過(guò)濾材料401上方的具有幾個(gè)孔口 Al、A2的另一頂部箔405，以防止觸碰到過(guò)濾材料并使其向下彎曲。
[0097]圖9所示的過(guò)濾單元500類(lèi)似于圖8所示的過(guò)濾單元,但所有四個(gè)箔502、503、504和505都在相關(guān)聯(lián)支架550的整個(gè)區(qū)域上方延伸。可看出，底部箔503采用了標(biāo)準(zhǔn)層合的功能，其封閉了注射成型式支架550的通道和檢測(cè)室。因此，在這里，在基于單個(gè)箔的子單元中組合了兩個(gè)功能。支架550還在右手側(cè)上具有血漿排出通道554和檢測(cè)室555。過(guò)濾單元500和注射成型式支架550附接至彼此，以組成最終的盒590。
[0098]圖10示出了包括過(guò)濾單元600和支架650的盒690的另一實(shí)施例。在這里，過(guò)濾單元600由以下部件(自上而下)組成:
[0099]-另一頂部層605,用于將過(guò)濾材料保持在下方；
[0100]-具有一個(gè)孔口的頂部箔602；
[0101]-具有一個(gè)孔口的中間箔604，所述中間箔含有過(guò)濾材料601，例如血液分離過(guò)濾器；
[0102]-具有一個(gè)孔口的底部箔603；
[0103]-另一底部箔606。
[0104]所述另一底部箔606包括血衆(zhòng)排出通道654和處理室655 (體現(xiàn)為所述箔中的孔口或孔口)。排出通道653將過(guò)濾位置和處理室655之間的距離橋接起來(lái)。過(guò)濾器支撐結(jié)構(gòu)和血漿排出通道654可被壓印到所述另一底部箔606 (和/或底部箔603)中。
[0105]注射成型式支架650起到光學(xué)檢測(cè)部件的作用，其尺寸減少至檢測(cè)區(qū)。所述尺寸減小允許實(shí)現(xiàn)更快、更具成本效益的制造。以此方式，減少了為支架650的注射成型而使用的聞等級(jí)光學(xué)材料。
[0106]圖11和12示出了盒790的俯視圖和經(jīng)過(guò)所述盒的剖面，所述盒包括過(guò)濾單元700和相關(guān)聯(lián)支架750的第七實(shí)施例，其中所述過(guò)濾單元具有預(yù)處理和后處理流體系統(tǒng)。過(guò)濾單元700包括(血液)過(guò)濾材料701，所述過(guò)濾材料701布置在中間箔704中并被層合在頂部箔702和底部箔703之間。
[0107]此外，在頂部箔702上設(shè)置另一頂部箔705。此另一頂部箔705包括具有血液沉積孔710和一體化血液供應(yīng)通道711的“預(yù)處理流體系統(tǒng)”，所述一體化血液供應(yīng)通道將此孔710連接至血液分離過(guò)濾器701。血液供應(yīng)通道711還用于填充血液的特定檢測(cè)室712 (由圖11中的矩形結(jié)構(gòu)示意性地表示)。
[0108]此外，提供另一底部層706，其包括具有血漿排出通道754和血漿檢測(cè)室755的“后處理流體系統(tǒng)”。通道754將血漿供應(yīng)至右手側(cè)的檢測(cè)室755。此部分類(lèi)似于圖10的所述部分。
[0109]此實(shí)施例的主要目的是使用具有有限的總樣本體積的單個(gè)(手指點(diǎn)刺)血樣進(jìn)行血樣和血漿兩者的測(cè)量。此結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使過(guò)濾材料701更接近血漿檢測(cè)區(qū)域755，從而減少所需的血漿體積。這是因?yàn)?，所述樣本沉積區(qū)域710與檢測(cè)區(qū)域755之間的距離不必要由填充有不用于進(jìn)行測(cè)試的血漿的長(zhǎng)血漿通道橋接。
[0110]盒790的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例是:將所述血液檢測(cè)室712中的一個(gè)或幾個(gè)室(或通道711本身)用于電化學(xué)性檢測(cè)，而將后處理流體系統(tǒng)中的血漿用于蛋白質(zhì)的檢測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)電化學(xué)性檢測(cè)程序，可在層合工藝中使用的箔(例如，705、702)中的一個(gè)箔上實(shí)現(xiàn)絲印式電極，正如在微觀電化學(xué)中對(duì)所述絲印電極的使用那樣。
[0111]在血液分離過(guò)濾器的預(yù)處理中使用的組分可不與血液中的電化學(xué)測(cè)量兼容。應(yīng)對(duì)這種沖突的方式是將過(guò)濾材料701與用于血液及血漿的檢測(cè)室712、755以流體方式分開(kāi)。
[0112]應(yīng)該指出的是，通過(guò)流體處理元件而聯(lián)接的預(yù)處理流體系統(tǒng)和后處理流體系統(tǒng)的設(shè)置是本發(fā)明的一個(gè)獨(dú)立方面。
[0113]在該實(shí)例中，隨著將大部分功能轉(zhuǎn)移到過(guò)濾單元700的層合結(jié)構(gòu)，也可將用于光學(xué)檢測(cè)的注射成型式支架750的尺寸減小到最小值。
[0114]圖13和14示出了盒890，它是對(duì)圖11和12所示盒的修改。其同樣存在層合的過(guò)濾材料801與預(yù)處理流體系統(tǒng)的組合，其中預(yù)處理流體系統(tǒng)包括位于血液沉積孔810和過(guò)濾材料之間的一體化血液供應(yīng)通道811。
[0115]不同的組分涉及到位于過(guò)濾材料801后方的后處理流體系統(tǒng)。具體地講，在支架850中形成處理室855，所述支架850附接到底部箔803中的孔口處。因此，具有血漿檢測(cè)區(qū)域的處理室855在血液分離過(guò)濾材料801的正下方。
[0116]盒890的一個(gè)目的是允許檢測(cè)血液和血漿兩者中的目標(biāo)分子和/或電化學(xué)性質(zhì)。此外，所提議的結(jié)構(gòu)使過(guò)濾材料801更接近于血漿檢測(cè)區(qū)域855，以便減少所需的血漿體積。所述樣本沉積區(qū)域810與檢測(cè)區(qū)域855之間的距離不必由填充有不用于進(jìn)行測(cè)試的血漿的長(zhǎng)血漿通道橋接。替代地，實(shí)現(xiàn)了所生成的血漿的最佳使用，并且將所需的樣本體積減小到最小值。另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是，減少了從樣本沉積到血漿到達(dá)檢測(cè)區(qū)之間的時(shí)間。只要過(guò)濾器被血液潤(rùn)濕，第一滴血漿便能幾乎立刻到達(dá)過(guò)濾器底側(cè)。此外，盒890的相當(dāng)多一部分可通過(guò)卷對(duì)卷技術(shù)制成,這意味著降低了總成本。
[0117]應(yīng)該指出的是，將處理室(例如，855)緊鄰流體處理元件(如，過(guò)濾材料801)布置是本發(fā)明的一個(gè)獨(dú)立方面。
[0118]原則上，也可以將待過(guò)濾的流體(如，血液)分散在幾個(gè)分離過(guò)濾材料上。例如，如果針對(duì)一項(xiàng)測(cè)試而存在于血液分離過(guò)濾器中的化學(xué)預(yù)處理組分與針對(duì)另一項(xiàng)測(cè)試而在過(guò)濾器或檢測(cè)區(qū)域中使用的組分不相容，則上述方式可為有利的。
[0119]圖15示出了盒990的俯視圖，它是前述原理對(duì)圖11和12所示盒的應(yīng)用。盒990包括具有入口 910(血液沉積位置)和相關(guān)聯(lián)通道911的預(yù)處理流體系統(tǒng)，所述相關(guān)聯(lián)通道分成了三個(gè)分支。可將(用于血液的)一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)室912在分支點(diǎn)之前聯(lián)接到通道911，并且可將(用于血液的)一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)室913在分支點(diǎn)之后聯(lián)接到通道911的分支。
[0120]通道911的每個(gè)分支引導(dǎo)到具有(不同)過(guò)濾材料901的另一過(guò)濾(子)單元。此外，在每個(gè)過(guò)濾材料901后方設(shè)置具有通道954和檢測(cè)室955 (用于血漿)的單獨(dú)后處理流體系統(tǒng)。如針對(duì)這些通道954中的一個(gè)通道示例性地顯示，分支也可出現(xiàn)在這些通道中。
[0121]圖16示出了盒1090的俯視圖，它是前述原理對(duì)圖13和14所示盒的應(yīng)用。盒1090包括具有入口 1010(血液沉積位置)和相關(guān)聯(lián)通道1011的預(yù)處理流體系統(tǒng)，所述相關(guān)聯(lián)通道分成了三個(gè)分支?？蓪?用于血液的)一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)室1012在分支點(diǎn)之前聯(lián)接到通道1011，并且可將(用于血液的)一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)室1013在分支點(diǎn)之后聯(lián)接到通道1011的分支。盒1090允許將血液分散在幾個(gè)不同的血液分離過(guò)濾器上。例如，如果針對(duì)一項(xiàng)測(cè)試而存在于血液分離過(guò)濾器中的化學(xué)預(yù)處理組分與針對(duì)另一項(xiàng)測(cè)試而在過(guò)濾器或檢測(cè)區(qū)域中使用的組分不相容，則上述方式可為有利的。在圖16中以矩形表示針對(duì)過(guò)濾材料1001正下方的血漿的檢測(cè)區(qū)域1055a、1055b、1055c。例如，檢測(cè)可包括對(duì)目標(biāo)分子和/或電化學(xué)性質(zhì)的檢測(cè)。
[0122]圖11-16的盒790、890、990和1090的關(guān)鍵特征是對(duì)源于同一血樣的血液和血漿進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)。由于使用了層合技術(shù)將幾個(gè)功能(毛細(xì)流體輸送、過(guò)濾器安裝、血液與血漿的分離、血液和血漿中的同時(shí)檢測(cè))組合起來(lái)，因此盒的設(shè)計(jì)是簡(jiǎn)單且低成本的。這使得能夠基于卷對(duì)卷技術(shù)對(duì)一次性盒進(jìn)行具有成本效益的批量生產(chǎn)。
[0123]圖13、14和16的盒990和1190的另一關(guān)鍵特征是具有在血液分離過(guò)濾器正下方的用于血漿的檢測(cè)區(qū)域的生物傳感器盒。
[0124]對(duì)于測(cè)試程序的可靠進(jìn)程來(lái)說(shuō)，沉積介于最小值與最大值之間的特定樣本體積通常是重要的。然而，在實(shí)施過(guò)程中，如果在不使用樣本體積測(cè)量裝置的情況下進(jìn)行樣本沉積，則通常難以確定是否已在生物傳感器盒上沉積了適當(dāng)數(shù)量的樣本。一個(gè)重要的實(shí)例是直接將血液從手指沉積(在手指點(diǎn)刺之后)到盒上。在這種情況下，只能進(jìn)行視覺(jué)控制。
[0125]作為對(duì)前述問(wèn)題的解決方案，可在過(guò)濾材料頂部(或者，更一般地說(shuō)，在樣本沉積墊或結(jié)構(gòu)的頂部)上添加具有一個(gè)或幾個(gè)樣本沉積孔的另一頂部層。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇(例如)所述另一頂部層的厚度和樣本沉積孔的直徑，可判斷出最小沉積樣本體積與最大沉積樣本體積之間的視覺(jué)外觀差異。這使得甚至能夠針對(duì)在手指點(diǎn)刺之后從手指進(jìn)行直接血液沉積的困難情形對(duì)所沉積的樣本體積進(jìn)行視覺(jué)控制。
[0126]圖17和18示出了前述方法，顯示了經(jīng)過(guò)過(guò)濾單元1100的剖面，所述過(guò)濾單元包括使用層合技術(shù)安裝的過(guò)濾材料1101，使得所述過(guò)濾材料被頂部箔1102和底部箔1103完全涵蓋。提供另一頂部層1105，以便判斷出何時(shí)已添加了最大體積的樣本B (如，30 yL;圖17)與何時(shí)已添加了最小樣本體積(如，20yL;圖18)的情形之間的差異。挑選所述另一頂部層1105的厚度及其沉積孔的直徑H，使得可在血液分離之后容易地通過(guò)視覺(jué)便判斷出最大樣本體積與最小樣本體積之間的差異。這使得甚至能夠針對(duì)在從手指進(jìn)行直接血液沉積的困難情形對(duì)所沉積的樣本體積進(jìn)行視覺(jué)控制。
[0127]具體地講，所述另一頂部層1105中的凹陷部H應(yīng)當(dāng)足夠大，以便容納整個(gè)樣本體積范圍。通過(guò)使孔直徑小于過(guò)濾材料1101的直徑，可放大極限值之間的視覺(jué)差異。圖17中的虛線指示樣本B的最小體積與最大體積之間的體積差異。如果無(wú)法通過(guò)分子附著力保持更多的樣本流體，則已達(dá)到最大體積。
[0128]因此，可根據(jù)在樣本沉積孔中至少存在一個(gè)凹形彎液面來(lái)判斷是否已沉積了足量血液。在最大血液沉積的情形中，會(huì)形成明顯的凸形彎液面。雖然中心部位的層可以是薄的,但整個(gè)過(guò)濾區(qū)域應(yīng)當(dāng)用血液潤(rùn)濕。如果添加了少于最小樣本體積，則能夠通過(guò)過(guò)濾器中心部位的血樣層清楚地看到(例如白色的)過(guò)濾材料。
[0129]所述另一頂部層1105最好是疏水的，以便判斷這一效果。視覺(jué)評(píng)估可基于過(guò)濾器中心區(qū)域的顏色和/或血液彎液面的形狀。彎液面的形狀最好通過(guò)在傾斜的角度下進(jìn)行觀察而獲知。在充分樣本沉積的情形中出現(xiàn)的血液凸形彎液面甚至有利于產(chǎn)生驅(qū)使血液分離的毛細(xì)作用力。
[0130]如果需要的話，可通過(guò)在同一過(guò)濾材料上方使用一個(gè)以上沉積孔來(lái)降低可視覺(jué)判斷出的總樣本體積范圍。
[0131]盡管已針對(duì)在血液分離過(guò)濾器上進(jìn)行手指點(diǎn)刺血液沉積的情形來(lái)描述前述實(shí)施例，但顯而易見(jiàn)，對(duì)于不具有血液分離過(guò)濾器的其它系統(tǒng)(例如，直接檢測(cè)血液中的生物指標(biāo))來(lái)說(shuō)，類(lèi)似問(wèn)題同樣發(fā)揮作用。在這種情況下，將用另一種類(lèi)型的樣本沉積墊或結(jié)構(gòu)來(lái)替代血液分離過(guò)濾器。
[0132]在過(guò)濾器頂部放置覆蓋層的另一優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)所述過(guò)濾器免受意外的觸碰。此外，也可使用所述覆蓋層來(lái)改善和保證過(guò)濾器與過(guò)濾器下方的過(guò)濾器支撐部之間的物理接觸。
[0133]上述實(shí)施例的特征可用各種方式進(jìn)行組合和/或修改。
[0134]例如，假設(shè)盒的填充是以自發(fā)性的、毛細(xì)作用力驅(qū)使的流體流為基礎(chǔ)的。然而，也可以通過(guò)在入口側(cè)施加超壓、在盒的排放側(cè)施加欠壓(under-pressure)、或者通過(guò)盒操作來(lái)機(jī)械刺激流體流(即，由用戶或分析員產(chǎn)生的蠕動(dòng)流)來(lái)刺激流體流。
[0135]另一個(gè)可能的修改包括樣本的沉積。在上述實(shí)例中，已描述了通過(guò)盒的前側(cè)的入口端口和(頂部)箔中的相關(guān)聯(lián)通道來(lái)進(jìn)行毛細(xì)作用采集。或者，可在側(cè)面(如，在葡萄糖帶中)進(jìn)行樣本的毛細(xì)作用采集。例如，過(guò)濾材料在過(guò)濾單元的側(cè)面(如，在頂部箔和底部箔之間)是可接近的，從而允許通過(guò)該側(cè)將樣本施加至所述側(cè)面。
[0136]此外，上文給出的實(shí)例主要是關(guān)于(生物性或非生物性起源的)血樣和血液分離過(guò)濾器來(lái)解釋的。然而，顯而易見(jiàn)，本發(fā)明的范圍也包括其它樣本和過(guò)濾器。因此，所述裝置和程序通?？捎糜谔幚?如，過(guò)濾)“原始流體”，其中可隨后在同一裝置中處理所述“處理過(guò)的流體”。
[0137]使用(部分地)基于箔的盒的優(yōu)點(diǎn)將隨著在箔上可用的技術(shù)數(shù)量(例如，導(dǎo)電圖案、RF-1D、用于電化學(xué)性的絲印電極、高級(jí)熱壓印圖案等)不斷增加而穩(wěn)定地增加。
[0138]應(yīng)該指出的是，在任何所示實(shí)施例的過(guò)濾材料前面的部分可與本發(fā)明的任何其它所示實(shí)施例的過(guò)濾材料后面的部分相組合。相似地，任何所述的過(guò)濾單元100、200、...1100可與任何所述的支架150、250、...1150相組合。
[0139]盡管已在附圖和前面的說(shuō)明中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但此類(lèi)圖解說(shuō)明和描述應(yīng)被視為說(shuō)明性或示例性而非約束性的；本發(fā)明并不限于所揭示的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)踐受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的本發(fā)明時(shí)，根據(jù)對(duì)附圖、公開(kāi)內(nèi)容和隨附權(quán)利要求的研究，可了解和實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)的實(shí)施例的其它變型。在權(quán)利要求書(shū)中，詞語(yǔ)“包括”并不排除其它元件或步驟的存在，且不定冠詞“一”或“一個(gè)”并不排除多個(gè)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些措施的事實(shí)并不表示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求書(shū)中的任何元件符號(hào)都不應(yīng)視為對(duì)范圍的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理流體的盒(790、890、990、1090)，其包括: a)預(yù)處理流體系統(tǒng)，其包括入口(710、810、910、1010)和至少一個(gè)主處理室(711、712、811、812、911、912、913、1011、1012、1013)，其中所述流體能夠經(jīng)由所述入口被供應(yīng)，并且所述流體能夠在所述主處理室中被處理； b)后處理流體系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)輔助處理室(755、855、955、1055a、1055b、1055c)，其中所述流體能夠在所述輔助處理室中被處理； c)流體處理元件(701、801、901、1001)，其對(duì)所述流體的至少一部分是可滲透的且將所述后處理流體系統(tǒng)聯(lián)接到所述預(yù)處理流體系統(tǒng)。
2.一種用于在根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒(790、890、990、1090)中處理流體的方法，所述方法包括以下步驟: a)將一定量的所述流體引入到所述盒的所述入口(710、810、910、1010)中，所述一定量的所述流體填充所述預(yù)處理流體系統(tǒng)和所述后處理流體系統(tǒng)兩者； b)在所述盒的所述主處理室(711、712、811、812、911、912、913、1011、1012、1013)中處理所述流體； c)在所述盒的所述輔助處理室(755、855、955、1055a、1055b、1055c)中處理所述流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒，其特征在于，所述預(yù)處理流體系統(tǒng)和所述后處理流體系統(tǒng)的總?cè)莘e小于約50 0 μ 1，且優(yōu)選地小于約50 μ I。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述主處理室(711、712、811、812、911、912、913、1011、1012、1013)中的所述流體的處理包括電化學(xué)測(cè)量、電阻抗或熱傳導(dǎo)性測(cè)量和/或光學(xué)或光譜測(cè)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒(790、890、990、1090)，其特征在于，所述輔助處理室(755、855、955、1055a、1055b、1055c)包括透明側(cè)面，所述透明側(cè)面允許對(duì)在所述處理室中的所述流體進(jìn)行光學(xué)檢查，尤其是通過(guò)瞬逝場(chǎng)激發(fā)和/或觀察散射光和/或受抑性全內(nèi)反射來(lái)對(duì)緊鄰所述透明側(cè)面的流體層進(jìn)行檢查。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒(790、890、990、1090)，其特征在于，所述流體處理元件是過(guò)濾元件(701、801、901、1001)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述流體包括血液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒(790、890、990、1090)， 其特征在于，其包括剛性支架(750、850)，所述剛性支架附接到用于過(guò)濾所述流體的過(guò)濾單元(700、800),所述過(guò)濾單元包括: a)至少一個(gè)箔(702、802、703、803、704、804)，其對(duì)所述流體是不可滲透的且包括至少一個(gè)孔口(A、A’)； b)過(guò)濾材料(701、801、901、1001)，其對(duì)所述流體的至少一部分是可滲透的，所述過(guò)濾材料被集成到所述箔(702、802、703、803、704、804)的所述孔口中并且用作所述流體處理元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盒(790、890、990、1090)，其特征在于，所述過(guò)濾材料(701、801,901,1101)被布置在中間箔(704、804)的孔口(A’)中，所述中間箔嵌入在頂部箔(702,802)和底部箔(703,803)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盒(700、800)，其特征在于，所述過(guò)濾單元(700、800)的至少一個(gè)箔(702、705、706、802、805)包括至少一個(gè)腔(711、754、755、811)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盒(790、890、990、1090)，其特征在于，所述過(guò)濾材料(701、801,901,1001)具有穹頂形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盒(890)，其特征在于，所述盒包括用于在一個(gè)方向上按壓所述過(guò)濾材料(801)的保持元件,所述保持元件優(yōu)選地是另一箔(805)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盒(890)，其特征在于，所述支架(850)包括用于容納流體的至少一個(gè)腔(855)，所述腔優(yōu)選地連接到所述過(guò)濾材料(801)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的盒，其特征在于，所述支架的至少一個(gè)腔由相關(guān)聯(lián)的所述過(guò)濾單元的箔覆蓋。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盒(890、1090)，其特征在于，所述盒包括鄰近所述流體處理元件(801、1001)定位并 且能夠在其中處理流體的處理室(855、1055a、1055b、1055c)。
【文檔編號(hào)】B01L3/00GK104080535SQ201380006332
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月24日
【發(fā)明者】J·H·M·雷正, T·H·埃弗斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司