專利名稱：分析系統(tǒng)及其分析方法、流路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于 一種流路結(jié)構(gòu)，特別是有關(guān)于可利用流體對(duì)于轉(zhuǎn)體的慣性
現(xiàn)象(例如柯氏加速度)所產(chǎn)生的一慣性力(例如柯氏力)而對(duì)于受測(cè)樣品 中的具有不同性質(zhì)的不同成分之間進(jìn)行分離的分析系統(tǒng)及其分析方法、流路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
已知的流體分離裝置其結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，例如美國專利US 6548788 所披露的流體分離裝置，其卡匣上有微閥門的設(shè)計(jì)，用以控制流體的流動(dòng)。 但由于微閥門必須以微加工技術(shù)制作，因此已知的流體分離裝置并無法透過 塑料射出成型的方式制作，因而成本較高。
同樣的，美國專利US5061381以及US5089417亦4皮露了其它形式的流 體分離裝置，其結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，因此制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種流路結(jié)構(gòu)，適用于對(duì)于一受測(cè)樣品中的具 有不同性質(zhì)的一第一成分與一第二成分之間進(jìn)行離心式分離。本發(fā)明的流路 結(jié)構(gòu)包括一第一容室、 一第二容室、 一第三容室與一第四容室。
第二容室連接于第一容室且可相對(duì)于一參考軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)受測(cè)樣品設(shè) 置于第一容室時(shí)，受測(cè)樣品傳輸至第二容室。第三容室連接于第二容室。第 三容室包括了相互連接的一第一緩沖區(qū)與一第二緩沖區(qū)。當(dāng)?shù)诙菔蚁鄬?duì)于 參考軸而沿著一第一方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在第二容室的受測(cè)樣品在一第一既 定時(shí)間輸送至第三容室，并且位在第三容室的第一緩沖區(qū)的受測(cè)樣品在一第 二既定時(shí)間產(chǎn)生受測(cè)樣品的第一成分與第二成分之間的分離，其中，第二既 定時(shí)間晚于第 一既定時(shí)間，并且第三容室的第二緩沖區(qū)充滿了被分離的第一 成分。第四容室連接于第三容室，當(dāng)?shù)诙菔蚁鄬?duì)于參考軸而停止轉(zhuǎn)動(dòng)且靜 滯 一特定時(shí)間之后，位在第三容室的第二緩沖區(qū)的受測(cè)樣品的第 一成分輸送至第四容室，并且當(dāng)?shù)诙菔易造o止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于參考軸而沿著不同于第一 方向的一第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在第四容室的被分離的第一成分通過一作 用力而經(jīng)由第四容室向外傳輸，如此使得第一成分完全分離于第二成分。
流路結(jié)構(gòu)更可包括了一第五容室。第五容室連接于第四容室，當(dāng)?shù)诙?室自靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于參考軸沿著第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在第四容室的被 分離的第一成分通過一作用力而傳輸至第五容室，如此使得第一成分完全分 離于第二成分。
流路結(jié)構(gòu)更可包括一第 一渠道。第 一渠道連接于第 一容室與第二容室之間。
流路結(jié)構(gòu)更可包括一第二渠道。第二渠道設(shè)置于第二容室與第三容室之 間。第二渠道相對(duì)于參考軸而沿著徑向分布的一毛細(xì)渠道。當(dāng)?shù)诙菔蚁鄬?duì) 于參考軸而停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在第三容室的第二緩沖區(qū)的受測(cè)樣品的第 一成分 利用毛細(xì)作用而自動(dòng)地輸送至第四容室。第三容室的第二緩沖區(qū)包括一線型 毛細(xì)渠道。第四容室包括一線型毛細(xì)渠道。第三容室的第一緩沖區(qū)與第二緩 沖區(qū)之間具有一第一夾角，此夾角系不大于30度。第三容室的第二緩沖區(qū)
與第四容室之間具有一第二夾角，此夾角系不小于90度。
流路結(jié)構(gòu)更可包括一轉(zhuǎn)折渠道。轉(zhuǎn)折渠道位在第三容室的第二緩沖區(qū)與 第四容室之間。第二容室與第三容室的第一緩沖區(qū)相對(duì)于參考軸而沿著徑向 分布。
流路結(jié)構(gòu)更可包括一第六容室。第六容室連接于第三容室與第五容室。 流路結(jié)構(gòu)更可包括具有一基面的一主體。第一容室、第二容室、第三容 室的第一緩沖區(qū)與第二緩沖區(qū)、第四容室為共同形成于主體的基面上的多槽 結(jié)構(gòu)。第三容室的第二緩沖區(qū)與第四容室的槽結(jié)構(gòu)深度小于第一容室與第三 容室的第一緩沖區(qū)的槽結(jié)構(gòu)深度。第三容室的第一緩沖區(qū)包括了相互連接的 一第一區(qū)域、 一第二區(qū)域與一中間區(qū)域，第一區(qū)域連接于第二容室，中間區(qū) 域位在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間，并且第一區(qū)域與中間區(qū)域之間、第二區(qū)域 與中間區(qū)域之間分別存在有渠道深度斷差，第二緩沖區(qū)連接于中間區(qū)域。
作用力包括了由 一柯氏加速度所產(chǎn)生的 一柯氏力以及離心力的合力。受 測(cè)樣品在第一既定時(shí)間受到相對(duì)于參考軸的一加速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。受測(cè) 樣品在第二既定時(shí)間受到相對(duì)于參考軸的一等速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。第一成 分的比重不同于第二成分的比重。另外，本發(fā)明提供一種分析系統(tǒng)，此分析系統(tǒng)包括一工作流體、 一均分 單元、 一分離單元與一離心槽。
工作流體包括了具有不同性質(zhì)的一第一成分與一第二成分。均分單元可 相對(duì)于一參考軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，通過均分單元對(duì)于工作流體進(jìn)行均分。分離單元 用以對(duì)于位在均分單元的工作流體中的第 一成分與第二成分之間進(jìn)行離心 式分離。分離單元包括一離心槽與一分離渠道。離心槽包括了相互連接的一 第一緩沖區(qū)與一第二緩沖區(qū)，當(dāng)均分單元相對(duì)于參考軸而沿著一第一方向進(jìn) 行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在均分單元的工作流體在一第一既定時(shí)間輸送至離心槽，并且 位在離心槽的第 一緩沖區(qū)與第二緩沖區(qū)的工作流體在一第二既定時(shí)間產(chǎn)生 工作流體的第一成分與第二成分之間的分離，其中，第二既定時(shí)間晚于第一 既定時(shí)間，并且離心槽的第二緩沖區(qū)充滿了工作流體的第一成分。分離渠道 連接于離心槽。當(dāng)均分單元相對(duì)于參考軸而停止轉(zhuǎn)動(dòng)且靜滯一特定時(shí)間之 后，位在離心槽的第 一緩沖區(qū)與第二緩沖區(qū)的工作流體的第 一成分輸送至分 離渠道，并且當(dāng)均分單元自靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于參考軸而沿著不同于第一方向 的一第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在分離渠道的工作流體的第一成分通過一作用 力而經(jīng)由分離渠道離心向外傳輸，如此使得第 一成分完全分離于第二成分。
分離單元還包括了一偵測(cè)槽。偵測(cè)槽連接于分離渠道，當(dāng)均分單元自靜 止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于參考軸沿著第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在分離渠道的工作流體 的第一成分通過一作用力而傳輸至偵測(cè)槽，如此使得第一成分完全分離于第 二成分。第一成分的比重不同于第二成分的比重。工作流體包括一血液，第 一成分包括血漿，第二成分包括血球。
分離單元還包括一第二渠道。第二渠道設(shè)置于均分單元與離心槽之間。 第二渠道相對(duì)于參考軸而沿著徑向分布。第二渠道為一毛細(xì)渠道。當(dāng)均分單 元相對(duì)于參考軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在離心槽的第二緩沖區(qū)的工作流體的第 一成 分利用毛細(xì)作用而自動(dòng)地輸送至分離渠道。
離心槽的第二緩沖區(qū)包括一線型毛細(xì)渠道。分離渠道包括一線型毛細(xì)渠 道。離心槽的第一緩沖區(qū)與第二緩沖區(qū)之間具有一第一夾角，此夾角不大于
30度。離心槽的第二緩沖區(qū)與分離渠道之間具有一第二夾角，此夾角不小于 90度
分離單元還包括一轉(zhuǎn)折渠道，轉(zhuǎn)折渠道位在離心槽的第二緩沖區(qū)與分離 渠道之間。均分單元與離心槽的第一緩沖區(qū)相對(duì)于參考軸而沿著徑向分布。
ii分離單元還包括一排氣槽。排氣槽連接于離心槽與分離渠道。 分析系統(tǒng)更可包括具有一基面的 一主體。均分單元與分離單元的離心槽 的第一緩沖區(qū)與第二緩沖區(qū)、分離渠道為共同形成于主體的基面上的多槽結(jié)構(gòu)。
離心槽的第二緩沖區(qū)與分離渠道的槽結(jié)構(gòu)深度遠(yuǎn)小于離心槽的第 一緩 沖區(qū)的槽結(jié)構(gòu)深度。
離心槽的第一緩沖區(qū)包括了相互連接的一第一區(qū)域、 一第二區(qū)域與一中 間區(qū)域，第一區(qū)域系連接于均分單元，中間區(qū)域位在第一區(qū)域與第二區(qū)域之 間，并且第一區(qū)域與中間區(qū)域之間、第二區(qū)域與中間區(qū)域之間分別存在有渠 道深度斷差，第二緩沖區(qū)連接于中間區(qū)域。
作用力包括了由 一柯氏加速度所產(chǎn)生的 一柯氏力以及離心力。工作流體 在第一既定時(shí)間受到相對(duì)于參考軸的一加速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。工作流體在 第二既定時(shí)間受到相對(duì)于參考軸的一等速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。
分析系統(tǒng)更可包括了具有一第 一標(biāo)定物的多個(gè)物件，多個(gè)物件設(shè)置于均 分單元之中，并且受測(cè)樣品還包括一第二標(biāo)定物，受測(cè)樣品的第二標(biāo)定物與 多個(gè)物件的第一標(biāo)定物之間可結(jié)合。
多個(gè)物件包括玻璃球體、^1珠等載體。第一標(biāo)定物包括了具有接合的核 酸、蛋白質(zhì)、生物標(biāo)記分子、抗體、細(xì)胞、或其它生物分子。第二標(biāo)定物包 括了具標(biāo)記功能的互補(bǔ)的核酸、受質(zhì)、酵素、輔酶、補(bǔ)體、抗原、其它細(xì)胞 或生物分子。
又，本發(fā)明提供了一種分析方法，此分析方法包括以下步驟提供包括 了具有不同性質(zhì)的一第一成分與一第二成分的一工作流體；提供一均分單元 以相對(duì)于一參考軸而進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，均分單元對(duì)于工作流體進(jìn)行均分；以及提供 一離心槽與一分離渠道，離心槽與分離渠道依序地對(duì)于位在均分單元的工作 流體中的第一成分與第二成分之間進(jìn)行離心式分離，其中，離心槽包括了相 互連接的一第一緩沖區(qū)與一第二緩沖區(qū)。
當(dāng)均分單元相對(duì)于參考軸而沿著一第一方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在均分單元 的工作流體在一第 一既定時(shí)間輸送至離心槽，并且位在離心槽的第 一緩沖區(qū) 與第二緩沖區(qū)的工作流體在一第二既定時(shí)間產(chǎn)生工作流體的第 一成分與第 二成分之間的分離，其中，第二既定時(shí)間晚于第一既定時(shí)間，并且離心槽的 第二緩沖區(qū)充滿了工作流體的第一成分；分離渠道連接于離心槽，當(dāng)均分單元相對(duì)于參考軸而停止轉(zhuǎn)動(dòng)且靜滯一既定時(shí)間之后，位在離心槽的第 一緩沖 區(qū)與第二緩沖區(qū)的工作流體的第一成分輸送至分離渠道，并且當(dāng)均分單元自 靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于參考軸而沿著不同于第一方向的一第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 位在分離渠道的工作流體的第一成分通過一作用力而經(jīng)由分離渠道離心向 外傳輸，如此使得第一成分完全分離于第二成分。
分析方法更提供了一偵測(cè)槽。偵測(cè)槽連接于分離渠道，當(dāng)均分單元自靜 止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于參考軸而沿著第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在分離渠道的工作流 體的第 一成分通過一作用力而傳輸至偵測(cè)槽，如此使得第 一成分完全分離于 第二成分。 .
分析方法更提供了一第二渠道。第二渠道設(shè)置于均分單元與離心槽之 間。第二渠道相對(duì)于參考軸而沿著徑向分布。當(dāng)均分單元相對(duì)于參考軸而停 止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在離心槽的第二緩沖區(qū)的工作流體的第 一成分利用毛細(xì)作用而 自動(dòng)地輸送至分離渠道。離心槽的第 一緩沖區(qū)與第二緩沖區(qū)之間提供了 一第
一夾角，此夾角不大于30度。離心槽的第二緩沖區(qū)與分離渠道之間提供了 一第二夾角，此夾角不小于90度。
分析方法更提供了 一轉(zhuǎn)折渠道。轉(zhuǎn)折渠道位在離心槽的第二緩沖區(qū)與分 離渠道之間。作用力包括了由 一柯氏加速度所產(chǎn)生的 一柯氏力以及離心力。 工作流體在第一既定時(shí)間受到相對(duì)于參考軸的一加速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。工 作流體在第二既定時(shí)間受到相對(duì)于參考軸的一等速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。
分析方法更提供了具有一第一標(biāo)定物的多個(gè)物件。多個(gè)物件設(shè)置于均分 單元之中，并且受測(cè)樣品還包括一第二標(biāo)定物，受測(cè)樣品的第二標(biāo)定物與多 個(gè)物件的第一標(biāo)定物之間可結(jié)合。第一標(biāo)定物包括了具有接合的核酸、蛋白 質(zhì)、生物標(biāo)記分子、抗體、細(xì)胞、或其它生物分子。第二標(biāo)定物包括了具標(biāo) 記功能的互補(bǔ)的核酸、受質(zhì)、酵素、輔酶、補(bǔ)體、抗原、其它細(xì)胞或生物分 子。第一成分的比重不同于第二成分的比重。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特 舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下


圖1A是表示本發(fā)明的一流路結(jié)構(gòu)的組合立體圖； 圖1B是表示本發(fā)明的一流路結(jié)構(gòu)的分解立體圖；圖2A是表示圖1中的流路結(jié)構(gòu)的主體的立體圖2B是表.示圖1中的流路結(jié)構(gòu)的單一流路區(qū)的局部放大圖示；
圖2C是表示本發(fā)明流路結(jié)構(gòu)的主體的另一實(shí)施例；
圖3是表示圖2B的區(qū)域(Y)中的流路結(jié)構(gòu)的單一流路區(qū)的局部放大圖
示；
圖4是表示本發(fā)明的分析系統(tǒng)的操作流程圖5A是表示將一受測(cè)樣品輸送至單一流路區(qū)的第一容室的示意圖； 圖5B是表示根據(jù)圖5A中的位于第一容室的受測(cè)樣品均分后部分流至 第二容室的示意圖5C是表示當(dāng)主體相對(duì)于一參考軸(al-al)而沿著一第一方向(Nl)進(jìn)行 轉(zhuǎn)動(dòng)之后的示意圖5D是表示當(dāng)圖5C中的主體停止轉(zhuǎn)動(dòng)且靜滯一特定時(shí)間后、被分離 的第 一成分輸送到第四容室的示意圖5E是表示當(dāng)圖5D中的主體自靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于參考軸(al-al)而沿著 一第二方向(N2)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)、4皮分離的第一成分經(jīng)由第四容室而完全傳輸至第 五容室中的示意圖；以及
圖6A 6C是表示于本發(fā)明的分析系統(tǒng)中所進(jìn)行相關(guān)生化反應(yīng)與光學(xué)檢 測(cè)的示意圖。
主要組件符號(hào)說明
al-al 參考軸
bO 注入孑L
Bl 主體
bl 流5各區(qū)
Bl， 主體
bl00 基面
B2 上蓋體
B3 下蓋體
BIO-CO 生物復(fù)合體
Cl 第一容室
C2 第二容室
14C3 第三答室
C3， 第三容室
c30i 第一區(qū)域
c30j 第二區(qū)域
c30j 第二區(qū)域
c30k 合并區(qū)域
c30o 中間區(qū)域
c3-l 第一緩沖區(qū)
c3-r 第一緩沖區(qū)
c3-2 第二緩沖區(qū)
C4 第四容室
C5 第五容室
C6 第六容室
Fc 作用力
hi、 h、 hj 深度
hi-h 斷差
hj-h 斷差
K 工作流體
k01 第一成分
k02 第二成分
L 發(fā)光產(chǎn)物
M 流^各結(jié)構(gòu)
MOL 標(biāo)定分子
Nl 第一方向
n100、 n102、 nl04 步驟
non-TA 非4企測(cè)目標(biāo)
N2 第二方向
Q 物件
Sl 傾斜面
S2 垂直面
SUB 受質(zhì)T 采樣器 tl 第一既定時(shí)間
t2 第二既定時(shí)間
Vl 第一渠道
V2 第二渠道
V3 轉(zhuǎn)折渠道
V4 排氣渠道
V5 排氣渠道
Wl 均分單元
W2 分離單元
W3 排氣單元
W4 偵測(cè)單元
Xl 徑向
Y 區(qū)域
Z 分析系統(tǒng)
e 第一夾角
a 第二夾角
具體實(shí)施例方式
圖1A是表示本發(fā)明的一流路結(jié)構(gòu)M的組合立體圖，圖1B是表示本發(fā) 明的一流路結(jié)構(gòu)M的分解立體圖。
流路結(jié)構(gòu)M包括一主體B1、上蓋體B2與一下蓋體B3。主體B1具有 流^4殳計(jì)且設(shè)置于上蓋體B2與下蓋體B3之間，并且利用上蓋體B2對(duì)于設(shè) 置于主體Bl的流路進(jìn)行覆蓋，如此以形成一密閉結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，上 蓋體B2為一薄膜，此薄膜利用封裝方式而結(jié)合于主體Bl之上。本發(fā)明的 流路結(jié)構(gòu)M通過毛細(xì)力、離心力與虹吸力的合成力的相互"l荅配作用下而可 對(duì)于具有不同性質(zhì)(例如比重)的多成分的一工作流體(例如血液或生化4全 體的受測(cè)樣品)進(jìn)行均分與分離，如此以達(dá)到分析與偵測(cè)的目的。
圖2A、 2B是表示圖1B中的主體B1的立體圖。
如圖2A、 2B所示，主體B1包括一基面b100、 一注入孔bO與多流^各 區(qū)bl。注入孔bO與多流^各區(qū)bl共同設(shè)置于基面blOO之上，并且注入孔bO分別連通至多個(gè)流路區(qū)bl。 一參考軸al-al定義出注入孔b0的位置，而多 個(gè)流路區(qū)bl的組態(tài)以參考軸al-al為中心而分別沿著多個(gè)徑向XI進(jìn)行等間 隔且對(duì)稱的輻射狀分布。主體B1可相對(duì)于參考軸al-al而沿著一第一方向 Nl或一第二方向N2進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
值得注意的是，雖在本實(shí)施例中的各流路區(qū)bl具有相同的構(gòu)造，并且 流路區(qū)bl的數(shù)目為四。然而，雖然本實(shí)施例中的注入孔b0與多個(gè)流路區(qū)bl 共同設(shè)置于同一平面(基面bl00)之上，但注入孔bO與流路區(qū)bl的位置及其 數(shù)目并非用以限制本發(fā)明，在可利用達(dá)到均分與分離的作用下，注入孔b0 與流路區(qū)bl的數(shù)目及其所在的位置系可做適當(dāng)?shù)母鼊?dòng)與潤飾。以下敘述將 以單 一 流路區(qū)b 1進(jìn)行說明。
流路區(qū)bl包括一第一容室C1、 一第二容室C2、 一第三容室C3、 一第 四容室C4、 一第五容室C5、 一第六容室C6、 一第一渠道V1(如第2B圖所 示)、 一第二渠道V2、 一轉(zhuǎn)折渠道V3與兩排氣渠道V4/V5,其中，第一容 室C1、第二容室C2、第三容室C3、第四容室C4、第五容室C5、第六容室 C6、第一渠道.V1、第二渠道V2、轉(zhuǎn)折渠道V3、兩排氣渠道V4/V5為共同 形成于主體B.l的基面bl00上的多槽結(jié)構(gòu)。
在一實(shí)施例中，在開始使用此分析系統(tǒng)之前先移除上蓋體B2，使得第 一容室C1和第六容室C6與外界大氣相連通，其中，第一容室C1為樣品注 入孔，第六容室C6為排氣孔。
就流路結(jié)構(gòu)M的主體Bl的流路設(shè)計(jì)功能而言，各流路區(qū)bl主要可區(qū) 分為一均分單元W1、 一分離單元W2、 一排氣單元W3與一偵測(cè)單元W4。
均分單元Wl包括第一容室Cl、第二容室C2、第一渠道V1與第二渠 道V2。
在一實(shí)施例中，第一容室C1為設(shè)置于基面bl00之上的一環(huán)狀槽結(jié)構(gòu)， 通過第一容室Cl以構(gòu)成了注入孔b0的一收納空間。第二容室C2以相對(duì)于 參考軸al-al而沿著徑向XI分布且設(shè)置于基面bl00之上的一均分槽。第一 渠道VI為設(shè)置于第一容室Cl的底部與第二容室C2的底部之間的一中空 部，由此以對(duì)于第一容室C1、第二容室C2之間進(jìn)行連接。第二渠道V2為 相對(duì)于參考軸al-al而沿著徑向XI設(shè)置于基面b100且連接于第二容室C2 的一直線型毛細(xì)渠道或槽結(jié)構(gòu)，通過第二渠道V2做為一止向閥或毛細(xì)閥。 換言之，第二渠道V2的深度遠(yuǎn)小于第二容室C2的深度。分離單元W2包括第三容室C3、轉(zhuǎn)折渠道V3、第四容室C4。 第三容室C3為在實(shí)質(zhì)上相對(duì)于參考軸al-al且沿著徑向XI而設(shè)置于基 面blOO之上的一離心槽，并且第三容室C3的一側(cè)連接于均分單元W1的第 二渠道V2，亦即，第二渠道V2設(shè)置于第二容室C2與離心槽C3之間。第 三容室C3包括了相互連接的一第一緩沖區(qū)c3-l與一第二緩沖區(qū)c3-2。第一 緩沖區(qū)c3-l包括了相互連接的一第一區(qū)域c30i、 一中間區(qū)域c300與一第二 區(qū)域c30j的直型槽結(jié)構(gòu)，并且在相對(duì)于基面blOO之下。
請(qǐng)參見圖2B及圖3，第三容室C3的第一緩沖區(qū)c3-l的第一區(qū)域c30i、 中間區(qū)域c30o與第二區(qū)域c30j分別具有深度hi、 h與hj,其中，第一區(qū)域 c30i的深度hi與中間區(qū)域c30o的深度h之間具有一斷差hi-h,第二區(qū)域c30j 的深度hj與中間區(qū)域c300的深度h之間具有另一斷差hj-h。第一區(qū)域c30i 構(gòu)成了離心槽的上游段且連接于第二渠道V2,第二區(qū)域c30j構(gòu)成了離心槽 的下游段，而中間區(qū)域c30o位在第 一 區(qū)域c3 0i與第二區(qū)域c30j之間且連接 于第二緩沖區(qū)c3-2。其中，在相對(duì)于基面bl00之下，在第一區(qū)域c30i與中 間區(qū)域c30o之間具有一傾斜面Sl,在第二區(qū)域c30j與中間區(qū)域c30o之間 具有一垂直面S2。
第三容室C3的第二緩沖區(qū)c3-2為設(shè)置于基面M00且連接于第一緩沖 區(qū)c3-l的中間區(qū)域c300的一直線型毛細(xì).渠道。換言之，第二緩沖區(qū)c3-2的 渠道深度遠(yuǎn)小于第一區(qū)域c30i的深度hi、或中間區(qū)域c300的深度h、或第 二區(qū)域c30j的深度hj。值得注意的是，第三容室C3的第一緩沖區(qū)c3-l與第 二緩沖區(qū)c3-2的渠道延伸方向(亦即，徑向Xl)之間具有一第一夾角e，此夾 角0系以不大于30度為佳。在本實(shí)施例中，第一夾角e的設(shè)計(jì)約為23度。 當(dāng)?shù)谝蝗菔褻l注入液體時(shí)，通過主體Bl可增加液體被毛細(xì)閥阻擋的成功 率。
請(qǐng)參閱圖2C，圖2C是表示主體B1的另一實(shí)施例Bl'的示意圖。與主 體Bl的第一緩沖區(qū)c3-l中的相互連接的第一區(qū)域c30i、中間區(qū)域c30o和 第二區(qū)域c30j的三個(gè)區(qū)域的主要差異在于主體B1，中的第一緩沖區(qū)c3-1， 的直型槽結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求而設(shè)計(jì)成相互連接的兩區(qū)域，亦即，將上述實(shí)施例 中的第 一 區(qū)域c30i與中間區(qū)域c30o合并成為具有深度h的 一合并區(qū)域c30k, 由此合并區(qū)域c30k與第二區(qū)域c30j形成了主體Bl，的第三容室C3，的第一緩 沖區(qū)c3-1'。當(dāng)?shù)谝蝗菔褻l注入液體時(shí)，通過主體B1，同樣可增加液體^皮毛細(xì)閥阻擋的成功率。
轉(zhuǎn)折渠道V3為設(shè)置于基面b100之上且連接于第三容室C3的第二緩沖 區(qū)c3-2與第四容室C4之間的一 V型狀毛細(xì)渠道或槽結(jié)構(gòu)。第四容室C4為 設(shè)置于基面b100之上的一直線型毛細(xì)分離渠道或槽結(jié)構(gòu)。換言之，轉(zhuǎn)折渠 道V3與第四容室C4為連續(xù)且可具有相同深度的毛細(xì)渠道或槽結(jié)構(gòu)，但轉(zhuǎn) 折渠道V3的深度與第四容室C4的深度遠(yuǎn)小于第一區(qū)域c30i的深度hi、或 中間區(qū)域c300的深度h、或第二區(qū)域c30j的深度hj。值得注意的是，第四 容室C4與第二緩沖區(qū)c3-2的延伸方向之間具有一第二夾角a，此夾角a以 不小于90度為佳。于本實(shí)施例中，第二夾角a的設(shè)計(jì)約為95度。
基于上述說明可知，第三容室C3的第二緩沖區(qū)c3-2、 ；;N斤渠道V3與 第四容室C4共同構(gòu)成了連續(xù)且可具有相同深度的毛細(xì)渠道，其中，第三容 室(離心槽)C3的第二緩沖區(qū)c3-2構(gòu)成了此連續(xù)毛細(xì)渠道的上游段，而第四 容室(分離渠道)C4構(gòu)成了此連續(xù)毛細(xì)渠道的下游段。
請(qǐng)同時(shí)參閱第3圖，第3圖是表示第2B圖的區(qū)域Y中的流路結(jié)構(gòu)M的 單一流路區(qū)bl的局部放大圖示。
偵測(cè)單元W4包括具有第一標(biāo)定物的多個(gè)物件Q與第五容室C5。多個(gè) 物件Q以可選擇性方式而設(shè)置于第二容室C2的中。第五容室C5為設(shè)置于 基面blOO之上且連接于第四容室C4的一圓柱狀偵測(cè)槽。在本實(shí)施例中，多 個(gè)物件Q為粒徑介于200~1000微米(pm)的玻璃球體(或稱玻璃微珠)，在多 個(gè)物件Q之上具有第一標(biāo)定物，此第一標(biāo)定物可為具有接合的核酸(DNA或 RNA)、蛋白質(zhì)(protein)、生物標(biāo)記分子(biomarker)、抗體(antibody)、細(xì)月包(cell)、 或其它生物分子。此外值得注意的是，玻璃球體利用單一步驟或是多重步驟 之前處理過程(含物理或化學(xué)方法)而可以達(dá)成捉取特定目標(biāo)的功能，其中， 在玻璃3求體的表面經(jīng)過物理方式(例如高溫加熱、，及附或沉積)處理而形成 一包覆薄層，或是可經(jīng)由化學(xué)方式處理(例如胺基化(-HH2)、氫氧基化(-OH)、 梭基化(-COOH)、醛基化(-CHO)等)而產(chǎn)生一包覆薄層在玻璃微珠表面上。此 外，在其它實(shí)施例中，偵測(cè)單元可包含在分離單元的中，多個(gè)物件亦可為》茲 珠、實(shí)體載體或其它具有相同功能的結(jié)構(gòu)體。
排氣單元W3包括排氣渠道V4、第六容室C6與排氣渠道V5。排氣渠 道V4為設(shè)置于基面b100之上且連接于第五容室C5的一丘線型毛細(xì)渠道或 槽結(jié)構(gòu)。第六容室C6為設(shè)置于基面bl00之上且連接于排氣渠道V4的一圓
19柱狀排氣槽。排氣渠道V5為設(shè)置于基面b100之上的一直線型毛細(xì)渠道或槽 結(jié)構(gòu)，此排氣渠道V5連接于第六容室C6與第三容室C3的第一緩沖區(qū)c3-l 的第一區(qū)域c30i之間，若為圖2C的實(shí)施方式，此排氣渠道V5連接于第六 容室C6與第三容室C3的第一緩沖區(qū)c3-l的合并區(qū)域c30k之間。換言之， 排氣渠道V4/V5的深度遠(yuǎn)小于第五容室C5的深度或第六容室C6的深度。
圖4是表示本發(fā)明的分析系統(tǒng)Z的操作流程圖。本發(fā)明的分析方法包括 以下主要步驟步驟nlOO提供包括了具有不同性質(zhì)的一第一成分k01與一 第二成分k02的一工作流體K;步驟nl02提供一均分單元Wl，此均分單元 Wl可相對(duì)于一參考軸al-al而進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，均分單元Wl對(duì)于工作流體K進(jìn) 行均分；以及步驟nl04提供具有一離心槽C3與一分離渠道C4的分離單元 W2，在配合由毛細(xì)力、柯氏力、離心力與虹吸力的合成力的共同作用下， 利用分離單元W2的離心槽C3與分離渠道C4依序地對(duì)于位在均分單元Wl 的工作流體K中的第一成分k01與第二成分k.02之間進(jìn)行離心式分離。
以下將配合圖5A 5F而分別表示分析系統(tǒng)Z在操作時(shí)的示意圖。
圖5A是表示利用一采樣器(例如吸管(pipette))T的一尖端部(tip)將具 有既定容量(例如50ul)的一受測(cè)樣品K輸送至流路結(jié)構(gòu)M的注入孔b0的 一第一容室Cl的示意圖，圖5B是表示根據(jù)圖5A中的位在第一容室Cl的 受測(cè)樣品K均分至各第二容室C2的示意圖。受測(cè)血液樣品K具有性質(zhì)不同 的一第一成分k01與一第二成分k02,例如第一成分k01的比重小于第二 成分k02的比重。在本實(shí)施例中，受測(cè)樣品K為血液，第一成分k01為血漿 (plasma),第二成分k02為血球(blood cells),血漿的比重小于血球的比重。 在第5A圖的實(shí)施例中，多個(gè)物件Q選擇設(shè)置于均分單元Wl的第二容室 C2的中，如此以對(duì)于受測(cè)樣品K進(jìn)4亍測(cè)定。
當(dāng)位在采樣器T中的受測(cè)樣品K經(jīng)由注入孔b0而設(shè)置于第一容室Cl 時(shí)，由于第二渠道V2的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的限制作用，受測(cè)樣品K僅會(huì)充滿于均分 單元Wl的各第一渠道V1、各第二容室C2與各第二渠道V2的中，亦即， 受測(cè)樣品K被均分至各第二容室C2之中，并且受測(cè)樣品K不會(huì)進(jìn)入分離單 元W2的第三容室C3之中。
值得注意的是，除了可使用吸管來注入受測(cè)樣品且便于在注入前作樣品 初定量及采擷使用之外，亦可使用毛細(xì)管(未圖示)直接采樣，在采滿后插入 試片中央，在毛細(xì)管的液體可利用因親水膜關(guān)系而自動(dòng)輸送至各均分槽。受測(cè)樣品K包括一第二標(biāo)定物，此第二標(biāo)定物可為具標(biāo)記功能的互補(bǔ)的
核酉臾、受質(zhì)(substrate)、酵素(enzyme)、車it酶(coenzyme)、才卜體(complement)、 抗原(antigen)、其它細(xì)胞或生物分子。當(dāng)位在第二容室C2中的受測(cè)樣品K 與多個(gè)物件Q反應(yīng)靜置了一既定時(shí)間后，受測(cè)樣品K的第二標(biāo)定物會(huì)通過 待測(cè)目標(biāo)物(Target)的聯(lián)系，可與多個(gè)物件Q的第一標(biāo)定物之間相互結(jié)合(亦 即一生物復(fù)合體BIO-CO,如圖6B所示)。
圖5C是表示當(dāng)主體B1相對(duì)于參考軸al-al而沿著第一方向Nl進(jìn)行轉(zhuǎn) 動(dòng)之后的示意圖。
位在各第二容室C2的受測(cè)樣品K可于一第一既定時(shí)間tl完全地輸送至 各第三容室C3的第一緩沖區(qū)c3-l和第二緩沖區(qū)c3-2，并且位在第三容室 C3的第一緩沖區(qū)c3-1和第二緩沖區(qū)c3-2的受測(cè)樣品K在一第二既定時(shí)間t2 產(chǎn)生受測(cè)樣品K的第一成分kOl與第二成分k02之間的分離，其中，第二既 .定時(shí)間t2晚于第一既定時(shí)間tl,并且第三容室C3的第二緩沖區(qū)c3-2充滿了 被分離的第一成分k01。在本實(shí)施例中，第一方向Nl為一逆時(shí)鐘方向，回 轉(zhuǎn)速率設(shè)定為每分鐘4000轉(zhuǎn)(RPM)，并且第一既定時(shí)間tl的轉(zhuǎn)動(dòng)包括了一 第一階段(初期)的加速運(yùn)動(dòng)(時(shí)間0 5秒)(轉(zhuǎn)速由0至4000 RPM)，第二 既定時(shí)間t2包括了一第二階段(后期)的等速運(yùn)動(dòng)(時(shí)間5 60秒)(轉(zhuǎn)速維持 在4000 RPM)。
當(dāng)進(jìn)行第一階段的加速運(yùn)動(dòng)(第一既定時(shí)間tl: 0 5秒)(轉(zhuǎn)速由0至4000 RPM)時(shí)，由于高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下除了會(huì)使得位在各第二容室C2的受 測(cè)樣品K沖破第二渠道V2而進(jìn)入第三容室C3的第一緩沖區(qū)c3-1與第二緩 沖區(qū)c3-2。
當(dāng)進(jìn)行第二階段的等速運(yùn)動(dòng)(第二既定時(shí)間t2: 5~60秒)(轉(zhuǎn)速4000 RPM) 時(shí)，由于第一成分k01的比重小于第二成分k02的比重，在旋轉(zhuǎn)的離心力作 用下便使得具有較大比重的第二成分k02停滯在第三容室C3的第一緩沖區(qū) c3-l的第二區(qū)域c30j的底側(cè)，而被分離的具有較小比重的第一成分k01則是 停滯在第三容室C3的第一緩沖區(qū)c3-l的第二區(qū)域c30j的頂側(cè)與中間區(qū)域 c30o，并且離心力亦使得被分離的第一成分k01停止在轉(zhuǎn)折渠道V3的位置 上。
請(qǐng)參閱第5D圖。第5D圖是表示當(dāng)?shù)?C圖中的主體B1停止轉(zhuǎn)動(dòng)且靜 滯一特定時(shí)間后，被分離的第一成分k01因?yàn)槊?xì)現(xiàn)象而輸送至第四容室C4的示意圖。當(dāng)主體Bl停止轉(zhuǎn)動(dòng)且靜滯一特定時(shí)間之后，由于第三容室 C3的第二緩沖區(qū)c3-2、第四容室C4與位在轉(zhuǎn)折渠道V3的被分離的第一成 分k01之間所產(chǎn)生的毛細(xì)作用，如此使得被分離的第一成分k01通過轉(zhuǎn)折渠 道V3而傳送至第四容室C4。
請(qǐng)參閱第5E圖。第5E圖是表示當(dāng)?shù)?D圖中的主體B1自靜止?fàn)顟B(tài)且 相對(duì)'于參考軸al-al而沿著不同于第一方向N1的一第二方向N2進(jìn)行低速轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)的示意圖。在本實(shí)施例中，第二方向N2為一順時(shí)鐘方向。
當(dāng)主體Bl自靜止?fàn)顟B(tài)且沿著第二方向N2進(jìn)行較低速度(約 2000 2500RPM、 5~15秒)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則位在第四容室C4的被分離的第一成 分k01可在一作用力Fc亦即，由柯氏力(和相對(duì)離心力差的合力)與虹吸力 的合成力而經(jīng)由第四容室C4向外傳輸，如此使得第一成分k01完全分離 于第二成分k02且填滿了偵測(cè)單元W4的第五容室C5，并且位在第五容室 C5的第一成分k01可與預(yù)置在第五容室C5中的試劑(未圖示)進(jìn)行反應(yīng)。
在另一實(shí)施例中，當(dāng)無預(yù)置反應(yīng)試劑在第五容室C5中，則第一成分k01 完全分離于第二成分k02且填滿了偵測(cè)單元W4的第五容室C5，亦即^l另 外本系統(tǒng)完成分離作業(yè)。此時(shí)觀察第五容室的k01顏色是否呈現(xiàn)透明鵝黃色， 作待測(cè)血液(受測(cè)樣品K)是否有溶血現(xiàn)象的檢查，如呈現(xiàn)紅色，則此待測(cè)血 液樣品已失效(也就是待測(cè)血液里有溶血現(xiàn)象)，且不適合再當(dāng)作卡匣檢測(cè)的 樣品，使用者得重新采樣。
例外值得注意的是，在相較于參考軸al-al的其它的槽結(jié)構(gòu)的位置可知， 偵測(cè)單元W4的第五容室C5位在具有最大回轉(zhuǎn)半徑的位置上，如此可提高 試劑在偵測(cè)單元W4的第五容室C5的穩(wěn)定性。當(dāng)進(jìn)行上述的均分與分離作 業(yè)時(shí)，排氣單元W3的排氣渠道V4、第六容室C6與排氣渠道V5對(duì)于各槽 結(jié)構(gòu)中的氣體進(jìn)行排放，如此以便利于均分與分離作業(yè)的進(jìn)行。另外，均分 單元Wl與分離單元W2在進(jìn)行均分與分離作業(yè)時(shí)，排氣作業(yè)同時(shí)在均分單 元Wl與分離單元W2中進(jìn)行，如此才能使得均分單元Wl與分離單元W2 的均分與分離作業(yè)順利進(jìn)行。
綜合上述說明，以下是針對(duì)本發(fā)明的分析系統(tǒng)Z及其流路結(jié)構(gòu)M的相 關(guān)應(yīng)用上提出簡要的說明。
如圖5B所示，當(dāng)位在流路結(jié)構(gòu)M的第二容室C2(均分槽)之中的受測(cè)樣 品K(血液)在充分靜置反應(yīng)一段時(shí)間后，第二容室C2(均分槽)內(nèi)的多個(gè)物件
22Q(玻璃微珠)會(huì)與待測(cè)目標(biāo)及與具有標(biāo)記功能的第二級(jí)生物分子互相結(jié)合。 若為熒光^^測(cè)方式時(shí)，第一級(jí)生物分子透過待測(cè)目標(biāo)分子可與帶有發(fā)光團(tuán)的
第二級(jí)生物分子相互結(jié)合，并在第五容室C5(偵測(cè)槽)中讀取熒光信號(hào)。而若 為冷光或吸收光的偵檢測(cè)方式時(shí)，第一級(jí)生物分子透過檢測(cè)對(duì)象而與第二級(jí) 生物分子結(jié)合后，在第五容室C5(偵測(cè)槽)內(nèi)可與已加入的受質(zhì)SUB產(chǎn)生反
第一級(jí)生物分子透過待測(cè)目標(biāo)物可與第二級(jí)生物分子互相結(jié)合而形成 生物復(fù)合體BIO-CO(如第6B圖所示)，但是其它的非;險(xiǎn)測(cè)目標(biāo)non-TA(如第 6A、 6B圖所示)則不會(huì)產(chǎn)生任何反應(yīng)，因此懸浮于溶液中。隨后，將流路結(jié) 構(gòu)M放上系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)(未圖標(biāo))上且沿著流路結(jié)構(gòu)M的注入孔b0為軸心進(jìn)行 高速旋轉(zhuǎn)，則當(dāng)受測(cè)樣品K(血液)通過第二渠道V2(止向閥)后，則會(huì)由于成 分離心力的不同，導(dǎo)致了第二成分k02(血球)與第 一成分k01 (血漿)的分層， 第二成分k02(血球)會(huì)累積在第三容室C3(離心槽)的下側(cè)，而第一成分k01(血 漿)則會(huì)存于第三容室C3(離心槽)的.上側(cè)。.
由于已與檢測(cè)目標(biāo)結(jié)合的多個(gè)物件Q(玻璃微珠)的體積超過了第二渠道 V2(止向閥)的孔徑，多個(gè)物件Q(玻璃微珠)被阻擋且停留在第三容室C3(離心 槽)的中。其它的未與之結(jié)合的發(fā)光染劑則會(huì)伴隨著第一成分k01(血漿)一同 流入第三容室C3(離心槽)的下側(cè)，并通過微流道的毛細(xì)力量，第一成分 k01(血漿)會(huì)依序通過轉(zhuǎn)折渠道V3，并流動(dòng)至第四容室C4(毛細(xì)渠道)后端所 連接的第五容室C5(偵測(cè)槽)之中。
請(qǐng)參閱圖6A、 6B、 6C。圖6A、 6B、 6C是表示于本發(fā)明的分析系統(tǒng)Z 中所進(jìn)行相關(guān)生化反應(yīng)與光學(xué)檢測(cè)的示意圖。
如圖6A所示，在第二容室C2(均分槽)中已有添加的多個(gè)物件Q(玻璃微 珠)與標(biāo)定分子MOL，并在第二容室C2(均分槽)的上方或下方的位置裝置光 學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，可擷取到第五容室C5(偵測(cè)槽)內(nèi)的發(fā)光信號(hào)。當(dāng)受測(cè)樣品K 中的特定目標(biāo)分子出現(xiàn)時(shí)，如圖6B所示，由于表面處理的多個(gè)物件Q(玻璃 微珠)可順利與其接合，接著帶有標(biāo)定分子MOL的二級(jí)反應(yīng)物也可以依序銜 接上，因此在多個(gè)物件Q(玻璃微珠)上形成一個(gè)生物復(fù)合體，如圖6C所示， 其它未被接合的生物分子與標(biāo)定分子MOL則會(huì)通過離心力的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入檢 測(cè)區(qū)內(nèi)，位于第五容室C5(偵測(cè)槽)的光學(xué)系統(tǒng)根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度而判別待測(cè)標(biāo)定 分子MOL的數(shù)量與濃度大小，并配合原先已知固定總量的發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度，如此便可推知真正與多個(gè)物件Q(玻璃微珠)所進(jìn)行反應(yīng)的目標(biāo)分子的實(shí)際數(shù)量。
雖然本發(fā)明已以諸實(shí)施例披露如上，然其并非用以限制本發(fā)明，任何本 領(lǐng)域的技術(shù)人頁，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做更動(dòng)與潤飾，因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種流路結(jié)構(gòu)，用于對(duì)于一受測(cè)樣品中的具有不同性質(zhì)的一第一成分與一第二成分之間進(jìn)行分離，該流路結(jié)構(gòu)包括一第一容室；一第二容室，連接于該第一容室且可相對(duì)于一參考軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)該受測(cè)樣品設(shè)置于該第一容室時(shí)，該受測(cè)樣品傳輸至該第二容室；一第三容室，連接于該第二容室，該第三容室包括了相互連接的一第一緩沖區(qū)與一第二緩沖區(qū)，當(dāng)該第二容室相對(duì)于該參考軸而沿著一第一方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該第二容室的該受測(cè)樣品在一第一既定時(shí)間輸送至該第三容室，并且位在該第三容室的該第一緩沖區(qū)的該受測(cè)樣品在一第二既定時(shí)間產(chǎn)生該受測(cè)樣品的該第一成分與該第二成分之間的分離，其中，該第二既定時(shí)間晚于該第一既定時(shí)間，并且該第三容室的該第二緩沖區(qū)充滿了被分離的該第一成分；以及一第四容室，連接于該第三容室，當(dāng)該第二容室相對(duì)于該參考軸而停止轉(zhuǎn)動(dòng)且靜滯一特定時(shí)間之后，位在該第三容室的該第二緩沖區(qū)的該受測(cè)樣品的該第一成分輸送至該第四容室，并且當(dāng)該第二容室自該靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于該參考軸而沿著不同于該第一方向的一第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該第四容室的被分離的該第一成分通過一作用力而經(jīng)由該第四容室向外傳輸，如此使得該第一成分完全分離于該第二成分。
2. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，還包括了一第五容室，該第五容室連 接于該第四容室，當(dāng)該第二容室自該靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于該參考軸沿著該第二 方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該第四容室的被分離的該第 一成分通過一作用力而傳 輸至該第五容室，如此使得該第一成分完全分離于該第二成分。
3. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，還包括一第一渠道，該第一渠道連接 于該第一容室與該第二容室之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，還包括一第二渠道，該第二渠道設(shè)置 于該第二容室與該第三容室之間。
5. 如權(quán)利要求4所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第二渠道相對(duì)于該參考軸而 沿著徑向分布。
6. 如權(quán)利要求4所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第二渠道為一毛細(xì)渠道。
7. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，當(dāng)該第二容室相對(duì)于該參考軸 而停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該第三容室的該第二緩沖區(qū)的該受測(cè)樣品的該第一成分 利用毛細(xì)作用而自動(dòng)地輸送至該第四容室。
8. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第三容室的該第二緩沖區(qū)包括一線型毛細(xì)渠道。
9. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第四容室包括一線型毛細(xì)渠道。
10. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第三容室的該第一緩沖區(qū) 與該第二緩沖區(qū)之間具有一第一夾角。
11. 如權(quán)利要求IO所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第一夾角不大于30度。
12. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第三容室的該第二緩沖區(qū) 與該第四容室之間具有一第二夾角。
13. 如權(quán)利要求IO所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第二夾角不小于90度。
14. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，還包括一轉(zhuǎn)折渠道，該轉(zhuǎn)折渠道位 在該第三容室的該第二緩沖區(qū)與該第四容室之間。
15. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第二容室與該第三容室的 該第一緩沖區(qū)相對(duì)于該參考軸而沿著徑向分布。
16. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，還包括一第六容室，該第六容室連 接于該第三容室與該第四容室。
17. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，還包括具有一基面的一主體，其中， 該第一容室、該第二容室、該第三容室的該第一緩沖區(qū)與該第二緩沖區(qū)以及 該第四容室為共同形成于該主體的該基面上的多槽結(jié)構(gòu)。
18. 如權(quán)利要求17所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第三容室的該第二緩沖區(qū) 與該第四容室的槽結(jié)構(gòu)深度小于該第一容室與該第三容室的該第一緩沖區(qū)的槽結(jié)構(gòu)深度。
19. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第三容室的該第一緩沖區(qū) 包括了相互連接的一第一區(qū)域與一第二區(qū)域，該第一區(qū)域連接于該第二容 室，并且該第 一區(qū)域與該第二區(qū)域之間存在有渠道深度斷差。
20. 如權(quán)利要求19所述的流路結(jié)構(gòu)，還包括一中間區(qū)域，該中間區(qū)域位 在該第一區(qū)域與該第二區(qū)域之間，并且該第一區(qū)域與該中間區(qū)域之間、該第 二區(qū)域與該中間區(qū)域之間分別存在有渠道深度斷差，該第二緩沖區(qū)連接于該中間區(qū)i或。
21. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該作用力包括了由一柯氏加速度所產(chǎn)生的一柯氏力。
22. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該受測(cè)樣品在該第一既定時(shí) 間受到相對(duì)于該參考軸的一加速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。
23. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該受測(cè)樣品在該第二既定時(shí) 間受到相對(duì)于該參考軸的一等速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。
24. 如權(quán)利要求1所述的流路結(jié)構(gòu)，其中，該第一成分的比重不同于該 第二成分的比重。
25. —種分析系統(tǒng)，包括一工作流體，包括了具有不同性質(zhì)的一第一成分與一第二成分； 一均分單元，可相對(duì)于一參考軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，該均分單元對(duì)于該工作流體 進(jìn)行均分；以及一分離單元，用以對(duì)于位在該均分單元的該工作流體中的該第 一成分與 該第二成分之間進(jìn)行離心式分離，該分離單元包括一離心槽，包括了相互連接的一第一緩沖區(qū)與一第二緩沖區(qū)，當(dāng)該均分 單元相對(duì)于該參考軸而沿著 一 第 一 方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該均分單元的該工 作流體在一第 一既定時(shí)間輸送至該離心槽，并且位在該離心槽的該第 一緩沖 區(qū)與該第二緩沖區(qū)的該工作流體在一第二既定時(shí)間產(chǎn)生該工作流體的該第 一成分與該第二成分之間的分離，其中，該第二既定時(shí)間晚于該第一既定時(shí) 間，并且該離心槽的該第二緩沖區(qū)充滿了該工作流體的該第一成分；以及一分離渠道，連接于該離心槽，當(dāng)該均分單元相對(duì)于該參考軸而停止轉(zhuǎn) 動(dòng)且靜滯一特定時(shí)間之后，位在該離心槽的該第一緩沖區(qū)與該第二緩沖區(qū)的 該工作流體的該第一成分輸送至該分離渠道，并且當(dāng)該均分單元自該靜止?fàn)?態(tài)且相對(duì)于該參考軸而沿著不同于該第一方向的一第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位 在該分離渠道的該工作流體的該第 一 成分通過 一 作用力而經(jīng)由該分離渠道 離心向外傳輸，如此使得該第一成分完全分離于該第二成分。
26.如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該分離單元還包括了一偵測(cè) 槽，該偵測(cè)槽連接于該分離渠道，當(dāng)該均分單元自該靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于該參 考軸沿著該第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該分離渠道的該工作流體的該第 一成 分通過一作用力而傳輸至該偵測(cè)槽，如此使得該第一成分完全分離于該第二成分。
27. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該第一成分的比重不同于該 第二成分的比重。
28. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該工作流體包括一血液，該 第一成分包括血漿，該第二成分包括血球。
29. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該分離單元還包括一第二渠 道，該第二渠道設(shè)置于該均分單元與該離心槽之間。
30. 如權(quán)利要求29所述的分析系統(tǒng)，其中，該第二渠道相對(duì)于該參考軸 而沿著徑向分布。
31. 如權(quán)利要求29所述的分析系統(tǒng)，其中，該第二渠道為一毛細(xì)渠道。
32. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，當(dāng)該均分單元相對(duì)于該參考 軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該離心槽的該第二緩沖區(qū)的該工作流體的該第 一成分利 用毛細(xì)作用而自動(dòng)地輸送至該分離渠道。
33. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該離心槽的該第二緩沖區(qū)包 括一線型毛細(xì)渠道。
34. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該分離渠道包括一線型毛細(xì) 渠道。
35. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該離心槽的該第一緩沖區(qū)與 該第二緩沖區(qū)之間具有一第一夾角。
36. 如權(quán)利要求35所述的分析系統(tǒng)，其中，該第一夾角不大于30度。
37. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該離心槽的該第二緩沖區(qū)與 該分離渠道之間具有一第二夾角。
38. 如權(quán)利要求37所述的分析系統(tǒng)，其中，該第二夾角不小于90度。
39. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該分離單元還包括一轉(zhuǎn)折渠 道，該轉(zhuǎn)折渠道位在該離心槽的該第二緩沖區(qū)與該分離渠道之間。
40. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該均分單元與該離心槽的該 第一緩沖區(qū)相對(duì)于該參考軸而沿著徑向分布。
41. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該分離單元還包括一排氣槽， 該排氣槽連接于該離心槽與該分離渠道。
42. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，還包括具有一基面的一主體，其中， 該均分單元與分離單元的該離心槽的該第 一緩沖區(qū)與該第二緩沖區(qū)、該分離渠道為共同形成于該主體的該基面上的多槽結(jié)構(gòu)。
43. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該離心槽的該第二緩沖區(qū)與 該分離渠道的槽結(jié)構(gòu)深度遠(yuǎn)小于該離心槽的該第一緩沖區(qū)的槽結(jié)構(gòu)深度。
44. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該離心槽的該第一緩沖區(qū)包 括了相互連接的一第 一 區(qū)域與一第二區(qū)域，該第一區(qū)域連接于該均分單元， 并且該第 一 區(qū)域與該第二區(qū)域之間存在有渠道深度斷差。
45. 如權(quán)利要求44所述的分析系統(tǒng)，還包括一中間區(qū)域，該中間區(qū)域位 在該第 一 區(qū)域與該第二區(qū)域之間，并且該第 一 區(qū)域與該中間區(qū)域之間、該第 二區(qū)域與該中間區(qū)域之間分別存在有渠道深度斷差，該第二緩沖區(qū)連接于該 中間區(qū)域。
46. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該作用力包括了由一柯氏加 速度所產(chǎn)生的一柯氏力。
47. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該工作流體在該第 一既定時(shí) 間受到相對(duì)于該參考軸的 一 加速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。
48. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，其中，該工作流體在該第二既定時(shí) 間受到相對(duì)于該參考軸的一等速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。
49. 如權(quán)利要求25所述的分析系統(tǒng)，還包括了具有一第一標(biāo)定物的多個(gè) 物件，這些物件設(shè)置于該均分單元的中，并且該受測(cè)樣品還包括一第二標(biāo)定 物，該受測(cè)樣品的該第二標(biāo)定物與這些物件的該第一標(biāo)定物之間可結(jié)合。
50. 如權(quán)利要求49所述的分析系統(tǒng)，其中，這些物件包括玻璃球體、磁 珠等載體。
51. 如權(quán)利要求49所述的分析系統(tǒng)，其中，該第一標(biāo)定物包括了具有接 合的核酸、蛋白質(zhì)、生物標(biāo)記分子、抗體、細(xì)胞、或其它生物分子。
52. 如權(quán)利要求49所述的分析系統(tǒng)，其中，該第二標(biāo)定物包括了具標(biāo)記 功能的互補(bǔ)的核酸、受質(zhì)、酵素、輔酶、補(bǔ)體、抗原、其它細(xì)胞或生物分子。
53. —種分析方法，包括以下步驟提供包括了具有不同性質(zhì)的一第 一成分與一第二成分的一工作流體； 提供一均分單元以相對(duì)于一參考軸而進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，該均分單元對(duì)于該工作流體進(jìn)行均分；以及提供一離心槽與一分離渠道，該離心槽與該分離渠道依序地對(duì)于位在該均分單元的該工作流體中的該第 一成分與該第二成分之間進(jìn)行離心式分離，其中，該離心槽包括了相互連接的一第一緩沖區(qū)與一第二緩沖區(qū)，當(dāng)該均分 單元相對(duì)于該參考軸而沿著 一第 一方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該均分單元的該工 作流體在一第 一既定時(shí)間輸送至該離心槽，并且位在該離心槽的該第 一緩沖 區(qū)與該第二緩沖區(qū)的該工作流體在一第二既定時(shí)間產(chǎn)生該工作流體的該第一成分與該第二成分之間的分離，其中，該第二既定時(shí)間晚于該第一既定時(shí)間，并且該離心槽的該第二緩沖區(qū)充滿了該工作流體的該第一成分；該分離渠道連接于該離心槽，當(dāng)該均分單元相對(duì)于該參考軸而停止轉(zhuǎn)動(dòng)且靜滯一既 定時(shí)間之后，位在該離心槽的該第一緩沖區(qū)與該第二緩沖區(qū)的該工作流體的 該第一成分輸送至該分離渠道，并且當(dāng)該均分單元自該靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于該 參考軸而沿著不同于該第一方向的一第二方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該分離渠道 的該工作流體的該第一成分通過一作用力而經(jīng)由該分離渠道離心向外傳輸， 如此使得該第一成分完全分離于該第二成分。
54. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，更提供了一偵測(cè)槽，該偵測(cè)槽連接 于該分離渠道，當(dāng)該均分單元自該靜止?fàn)顟B(tài)且相對(duì)于該參考軸而沿著該第二 方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該分離渠道的該工作流體的該第一成分通過一作用力 而傳輸至該偵測(cè)槽，如此使得該第一成分完全分離于該第二成分。
55. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，更提供了一第二渠道，該第二渠道 設(shè)置于該均分單元與該離心槽之間。
56. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，其中，該第二渠道相對(duì)于該參考軸 而沿著徑向分布。
57. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，其中，當(dāng)該均分單元相對(duì)于該參考 軸而停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位在該離心槽的該第二緩沖區(qū)的該工作流體的該第 一成分 利用毛細(xì)作用而自動(dòng)地輸送至該分離渠道。
58. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，其中，該離心槽的該第一緩沖區(qū)與 該第二緩沖區(qū)之間提供了一第一夾角。
59. 如權(quán)利要求58所述的分析方法，其中，該第一夾角不大于30度。
60. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，其中，該離心槽的該第二緩沖區(qū)與 該分離渠道之間提供了 一第二夾角。
61. 如權(quán)利要求60所述的分析方法，其中，該第二夾角不小于90度。
62. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，更提供了一轉(zhuǎn)折渠道，該轉(zhuǎn)折渠道 位在該離心槽的該第二緩沖區(qū)與該分離渠道之間。
63. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，其中，該作用力包括了由一柯氏加 速度所產(chǎn)生的一柯氏力。
64. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，其中，該工作流體在該第一既定時(shí) 間受到相對(duì)于該參考軸的一加速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。
65. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，其中，該工作流體在該第二既定時(shí) 間受到相對(duì)于該參考軸的一等速運(yùn)動(dòng)的作用而移動(dòng)。
66. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，更提供了具有一第一標(biāo)定物的多個(gè) 物件，這些物件設(shè)置于該均分單元的中，并且該受測(cè)樣品還包括一第二標(biāo)定 物，該受測(cè)樣品的該第二標(biāo)定物與這些物件的該第一標(biāo)定物之間可結(jié)合。
67. 如權(quán)利要求66所述的分析方法，其中，該第一標(biāo)定物包括了具有接 合的核酸、蛋白質(zhì)、生物標(biāo)記分子、抗體、細(xì)胞、或其它生物分子。
68. 如權(quán)利要求66所述的分析方法，其中，該第二標(biāo)定物包括了具標(biāo)記 功能的互補(bǔ)的核酸、受質(zhì)、酵素、輔酶、補(bǔ)體、抗原、其它細(xì)胞或生物分子。
69. 如權(quán)利要求53所述的分析方法，其中，該第一成分的比重不同于該 第二成分的比重。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分析系統(tǒng)及其分析方法、流路結(jié)構(gòu)。該分析系統(tǒng)，包括一工作流體、一均分單元與一分離單元。工作流體包括了具有不同性質(zhì)的一第一成分與一第二成分。均分單元可相對(duì)于一參考軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并且均分單元對(duì)于工作流體進(jìn)行均分。在毛細(xì)力、柯氏力與虹吸力的合成力的共同作用下，分離單元系可對(duì)于位在均分單元的第一成分與第二成分之間進(jìn)行分離。
文檔編號(hào)G01N1/34GK101603896SQ200810109929
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者曾景泰, 柯震宇, 蔡忠憲, 蔡曉忠, 謝文彬, 黃建志 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院