利用過(guò)濾器的粒子成像的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了利用過(guò)濾器的粒子成像。一種多層測(cè)試卡(100，500)包括：輸入通道(110)，其形成在測(cè)試卡的層中；輸出通道(120)，其形成在測(cè)試卡的另一層中；以及過(guò)濾器(115，505，605)，其耦合在輸入通道和輸出通道之間，用于接收來(lái)自輸入通道的流體，并收集白血細(xì)胞使得收集到的白血細(xì)胞在接近過(guò)濾器的第一表面(225)處是光學(xué)可見(jiàn)的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用過(guò)濾器的粒子成像

【背景技術(shù)】
[0001] 對(duì)諸如白血細(xì)胞的粒子進(jìn)行計(jì)數(shù)和區(qū)分以用在醫(yī)學(xué)研究和診斷測(cè)試中。微流體結(jié) 構(gòu)已被用來(lái)隔離在載玻片上或試管中的白血細(xì)胞。但是，載玻片和試管未提供對(duì)白血細(xì)胞 進(jìn)行快速且準(zhǔn)確地計(jì)數(shù)和區(qū)分的簡(jiǎn)單有效的機(jī)制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] -種多層測(cè)試卡包括：輸入通道，其形成在測(cè)試卡的層中；輸出通道，其形成在測(cè) 試卡的另一層中；以及過(guò)濾器，其耦合在輸入通道和輸出通道之間，用于接收來(lái)自輸入通道 的流體，并收集粒子使得收集到的粒子在接近過(guò)濾器的第一表面處是光學(xué)可見(jiàn)的。
[0003] -種方法包括：將包含感興趣的粒子的流體提供給多層層壓的測(cè)試卡的層上的微 流體輸入通道；使流體移動(dòng)穿過(guò)輸入通道，并且在測(cè)試卡的過(guò)濾層上的過(guò)濾器上移動(dòng)；以 及在過(guò)濾器上收集感興趣的粒子。
[0004] 一種進(jìn)一步的方法包括：在多層測(cè)試卡的輸入層中形成輸入通道；在多層測(cè)試卡 的過(guò)濾層中形成過(guò)濾器；在多層測(cè)試卡的輸出層中形成廢棄物通道；為輸入通道和廢棄物 通道的每一個(gè)提供覆蓋層；以及將這些層附著在一起使得輸入通道通往過(guò)濾器的第一側(cè)， 并且廢棄物通道通往過(guò)濾器的與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，使得當(dāng)流體在過(guò)濾器上移動(dòng)時(shí)在過(guò) 濾器上收集流體中的粒子。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005] 圖1為根據(jù)示例實(shí)施例的具有過(guò)濾器的卡的頂視圖表示。
[0006] 圖2為根據(jù)示例實(shí)施例的圖1的卡沿線2-2截取的側(cè)橫截面表示。
[0007] 圖3為根據(jù)示例實(shí)施例的使用測(cè)試卡的方法的流程圖表示。
[0008] 圖4為根據(jù)示例實(shí)施例的制造多層測(cè)試卡的方法的流程圖表示。
[0009] 圖5為根據(jù)示例實(shí)施例的具有過(guò)濾器的替代卡盤(pán)（cartridge)的分解視圖。
[0010] 圖6為根據(jù)示例實(shí)施例的過(guò)濾器組件的分解視圖。
[0011] 圖7為圖6的過(guò)濾器的頂視圖，其示出了過(guò)濾器的示例尺寸。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 在以下描述中，對(duì)附圖做出參考，附圖形成該描述的一部分，并且在附圖中通過(guò)說(shuō) 明的方式示出可以實(shí)踐的具體實(shí)施例。這些實(shí)施例被足夠詳細(xì)地描述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且應(yīng)理解，可以利用其他實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣上的 改變，而不偏離本發(fā)明的范圍。因此，不應(yīng)在限制的意義上看待以下對(duì)示例實(shí)施例的描述， 并且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定。
[0013] 白細(xì)胞對(duì)免疫系統(tǒng)和功能是重要的。白細(xì)胞計(jì)數(shù)和區(qū)分二者被用在醫(yī)學(xué)研究中。 過(guò)濾器允許對(duì)包含白細(xì)胞的大小變化的液體樣本染色和成像來(lái)利用相對(duì)小的區(qū)域進(jìn)行進(jìn) 一步分析，諸如對(duì)樣本的區(qū)分。過(guò)濾器向系統(tǒng)提供附加的使用靈活性，并且還可以用于收集 和成像許多不同類(lèi)型的感興趣的粒子。
[0014] 在各種實(shí)施例中，使用篩選器（screen)或過(guò)濾器來(lái)增加感興趣的粒子的濃度。然 后，過(guò)濾器就緒以被查看來(lái)促進(jìn)從變化的樣本大小對(duì)少量粒子的檢測(cè)，從而僅查看小表面 區(qū)域。此外，由于粒子可以在過(guò)濾時(shí)或過(guò)濾之前被染色，所以它們可以被容易地檢測(cè)并進(jìn)行 可能性區(qū)分。
[0015] 在一些實(shí)施例中，過(guò)濾器材料可以是聚碳酸酯過(guò)濾器或其它非纖維過(guò)濾器材料。 過(guò)濾器提供可以干燥的表面，這在需要時(shí)提供了固定和染色的機(jī)會(huì)。之前嘗試提供自動(dòng)化 系統(tǒng)來(lái)對(duì)利用試管或載玻片的白細(xì)胞成像。這些不是如用在具有變化的樣本大小的自動(dòng)化 系統(tǒng)中的過(guò)濾器那樣是幾乎自適應(yīng)的。
[0016] 微流體卡可以使用過(guò)濾器或不同材料的組合來(lái)組裝。在一個(gè)實(shí)施例中，在構(gòu)造卡 之后，血液被拉或推入樣本輸入通道而至上述過(guò)濾器組合，并然后施加在過(guò)濾器上。
[0017] 圖1是多層測(cè)試卡100的框圖平面視圖表示。圖2是沿圖1中的線2-2截取的測(cè) 試卡100的橫截面，其中具有一致的元件編號(hào)。這些圖未按比例。在一些實(shí)施例中，測(cè)試 卡100包含由透明材料構(gòu)成的很多層，所述透明材料諸如PET或丙烯酸或可以用各種液體 流體運(yùn)送特征來(lái)圖案化的其他合適材料。在一些實(shí)施例中，可使用卡100來(lái)利用少量血液 執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)血液測(cè)試。要測(cè)試的血液或其他液體可以經(jīng)由測(cè)試卡的一個(gè)或多個(gè)層來(lái)運(yùn) 送，并且被制備以供該卡插入到的測(cè)試儀器分析，可以使用LED、激光和其他光源的組合來(lái) 照射樣本。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，卡100包括形成在測(cè)試卡的輸入層210中的輸入通道110。廢棄 物通道120形成在測(cè)試卡100的廢棄物層220中。過(guò)濾器115耦合在輸入通道和廢棄物通 道之間，用于接收來(lái)自輸入通道的流體并收集諸如白血細(xì)胞的粒子，使得收集到的粒子在 接近過(guò)濾器115的第一表面225處是光學(xué)可見(jiàn)的。在各種實(shí)施例中，過(guò)濾器115可以被放 置于過(guò)濾層225的切出區(qū)域內(nèi)，或者可以簡(jiǎn)單地夾于輸入層210和廢棄物層220之間。另 外的層可以為通道提供覆蓋功能。
[0019] 輸入通道110在接近過(guò)濾器115的一長(zhǎng)度的第一部分235處提供流體，并且廢棄 物通道在接近過(guò)濾器的該長(zhǎng)度的第二部分240處接收穿過(guò)過(guò)濾器115的流體。過(guò)濾器的該 長(zhǎng)度的第一和第二部分可以沿過(guò)濾器的該長(zhǎng)度分離。在進(jìn)一步實(shí)施例中，第一和第二部分 重疊。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，過(guò)濾器至少沿過(guò)濾器的在過(guò)濾器的第一和第二部分之間的部分 是光學(xué)可見(jiàn)的。卡的層可以是透明的以促進(jìn)過(guò)濾器通過(guò)這些層的可見(jiàn)性。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，過(guò)濾器或過(guò)濾器115之前的通道包括染色劑來(lái)對(duì)諸如白血細(xì)胞 的收集到的粒子染色。染色劑可以由吖啶橙、其他核酸染色劑或區(qū)分白細(xì)胞的染色劑形成。 在一些實(shí)施例中，過(guò)濾器可以具有介于2與5 μ m之間的孔大小，并且在另外的實(shí)施例中可 以具有更大或更小的孔大小。過(guò)濾器由非纖維過(guò)濾材料形成。一種示例過(guò)濾器是聚碳酸酯 過(guò)濾器。
[0022] 圖3是使用測(cè)試卡的方法300流程圖。在310,將包含感興趣的粒子的流體提供給 多層測(cè)試卡的一層上的微流體輸入通道。在315,流體被移動(dòng)通過(guò)輸入通道，并且在320對(duì) 粒子染色。然后，在325,流體在測(cè)試卡的過(guò)濾層上的過(guò)濾器上移動(dòng)。在330,感興趣的粒子 在過(guò)濾器上被收集。在335,從過(guò)濾器朝測(cè)試卡的廢棄物通道層中的廢棄物通道移動(dòng)流體。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)經(jīng)由卡已插入到的測(cè)試系統(tǒng)提供的負(fù)壓或正壓來(lái)移動(dòng)流 體。過(guò)濾器或過(guò)濾器之前的輸入通道可以包含染色劑，使得在過(guò)濾器上收集的感興趣的粒 子在325處或之前被染色以使它們更容易可見(jiàn)。在一些實(shí)施例中，感興趣的粒子用吖啶橙 染色。吖啶橙可以包含在過(guò)濾器或過(guò)濾器之前的通道上。在一個(gè)實(shí)施例中，流體包括血液， 并且感興趣的粒子包括白血細(xì)胞。在340,過(guò)濾器可以被查看或成像以提供可根據(jù)其經(jīng)由圖 像分析或者通過(guò)人工分析來(lái)執(zhí)行細(xì)胞區(qū)分的圖像。
[0024] 圖4是示出構(gòu)建卡的方法400的流程圖。在410,在多層測(cè)試卡的輸入層中形成輸 入通道。在415,在多層測(cè)試卡的過(guò)濾層中形成過(guò)濾器?？商娲?，在沒(méi)有相應(yīng)的過(guò)濾層的 情況下提供過(guò)濾器。在420,在多層測(cè)試卡的廢棄物層中形成廢棄物通道。在一個(gè)實(shí)施例 中，通道經(jīng)由激光從層中切割而成。在425,通過(guò)當(dāng)各層組裝在一起時(shí)提供具有與通道相對(duì) 應(yīng)的材料的層以覆蓋通道來(lái)為輸入通道和廢棄物通道的每一個(gè)形成覆蓋層。在430,各層被 附著在一起使得輸入通道通往過(guò)濾器的第一側(cè)，并且廢棄物通道通往過(guò)濾器的與第一側(cè)相 對(duì)的第二側(cè)，使得當(dāng)流體在過(guò)濾器上移動(dòng)時(shí)在過(guò)濾器上收集流體中的粒子?？梢酝ㄟ^(guò)層壓 過(guò)程、雙側(cè)粘合層或其他機(jī)制來(lái)附著各層，所述雙側(cè)粘合層具有相應(yīng)的切出區(qū)域以允許流 體在意圖的相鄰層之間移動(dòng)，所述其他機(jī)制諸如在剛性層之間夾緊。也可以經(jīng)由一個(gè)或多 個(gè)注塑過(guò)程來(lái)制作一些要附著的卡或?qū)印?br> [0025] 圖5為根據(jù)示例實(shí)施例的具有過(guò)濾器505的替代卡盤(pán)500的分解視圖。示出具有 各種特征的六層510、520、530、540、550和560,當(dāng)它們被組裝時(shí)向夾在層530和540之間的 過(guò)濾器505提供具有諸如白血細(xì)胞的粒子的流體。在一個(gè)實(shí)施例中，在樣本井525中接收 血液，樣本井525具有四層520、530、540、550的深度。流體行進(jìn)穿過(guò)如在層550上所看到 的蜿蜒路徑555。剩下的白血細(xì)胞被運(yùn)送到過(guò)濾器505的第一側(cè)，該第一側(cè)收集粒子。剩下 的流體在過(guò)濾器上移動(dòng)至一個(gè)或多個(gè)廢棄物通道。在該實(shí)施例中，過(guò)濾器505簡(jiǎn)單地夾在 兩層之間。
[0026] 圖6為根據(jù)示例實(shí)施例的過(guò)濾器組件的分解視圖。在層640和650之間可以包括 并示出了吸收墊605。墊605可以放置以支持過(guò)濾器，并更好地在與過(guò)濾器605相鄰的層的 開(kāi)口中呈現(xiàn)粒子。圖7為過(guò)濾器605的頂視圖，其示出了過(guò)濾器605和夾住過(guò)濾器的相鄰 層中任一側(cè)的通道的示例尺寸。
[0027] 示例
[0028] 1. 一種多層測(cè)試卡，包括：
[0029] 輸入通道，其形成在測(cè)試卡的第一層中；
[0030] 輸出通道，其形成在測(cè)試卡的第二層中；以及
[0031] 過(guò)濾器，其耦合在輸入通道和輸出通道之間，用于接收來(lái)自輸入通道的流體，并收 集粒子使得收集到的粒子在接近過(guò)濾器的第一表面處是光學(xué)可見(jiàn)的。
[0032] 2.根據(jù)示例1所述的多層測(cè)試卡，其中，過(guò)濾器或輸入通道包括染色劑以對(duì)收集 到的包括白血細(xì)胞的粒子染色。
[0033] 3.根據(jù)示例2所述的多層測(cè)試卡，其中，染色劑包括吖啶橙。
[0034] 4.根據(jù)示例2-3中任一項(xiàng)所述的多層測(cè)試卡，其中，染色劑包括核酸染色劑、pH敏 感染色劑或區(qū)分白細(xì)胞的染色劑。
[0035] 5.根據(jù)示例1-4中任一項(xiàng)所述的多層測(cè)試卡，其中，過(guò)濾器具有介于2與5μπι之 間的孔大小。
[0036] 6.根據(jù)示例5所述的多層測(cè)試卡，其中，輸入通道在接近過(guò)濾器的一長(zhǎng)度的第一 部分處提供流體，并且輸出通道在接近過(guò)濾器的所述長(zhǎng)度的第二部分處接收經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的 流體。
[0037] 7.根據(jù)示例6所述的多層測(cè)試卡，其中，過(guò)濾器的所述長(zhǎng)度的第一和第二部分沿 過(guò)濾器的長(zhǎng)度被分離。
[0038] 8.根據(jù)示例7所述的多層測(cè)試卡，其中，過(guò)濾器至少沿過(guò)濾器在過(guò)濾器的第一和 第二部分之間的部分是光學(xué)可見(jiàn)的。
[0039] 9.根據(jù)示例1-8中任一項(xiàng)所述的多層測(cè)試卡，其中，過(guò)濾器由非纖維過(guò)濾器材料 形成。
[0040] 10.根據(jù)示例1-9中任一項(xiàng)所述的多層測(cè)試卡，其中，過(guò)濾器包括聚碳酸酯過(guò)濾 器。
[0041] 11.根據(jù)示例1-10中任一項(xiàng)所述的多層測(cè)試卡，并且還包括吸收墊，其被放置以 支持過(guò)濾器。
[0042] 12. -種方法，包括：
[0043] 將包含感興趣的粒子的流體提供給多層層壓的測(cè)試卡的層上的微流體輸入通 道；
[0044] 使流體移動(dòng)穿過(guò)輸入通道，并且在測(cè)試卡的過(guò)濾層上的過(guò)濾器上移動(dòng)；
[0045] 在過(guò)濾器上收集感興趣的粒子；以及
[0046] 使流體從過(guò)濾器朝測(cè)試卡的廢棄物通道層中的廢棄物通道移動(dòng)。
[0047] 13.根據(jù)示例12所述的方法，其中，移動(dòng)流體是經(jīng)由負(fù)壓或正壓來(lái)移動(dòng)的。
[0048] 14.根據(jù)示例12-13中任一項(xiàng)所述的方法，并且還包括對(duì)在過(guò)濾器上收集的感興 趣的粒子染色。
[0049] 15.根據(jù)示例14所述的方法，其中，感興趣的粒子通過(guò)吖啶橙來(lái)染色。
[0050] 16.根據(jù)示例15所述的方法，其中，吖啶橙包含在輸入通道和或過(guò)濾器上的至少 一個(gè)方面中。
[0051] 17.根據(jù)示例12-16中任一項(xiàng)所述的方法，其中，流體包括血液，并且感興趣的粒 子包括白血細(xì)胞。
[0052] 18.根據(jù)示例12-17中任一項(xiàng)所述的方法，其中，過(guò)濾器具有介于2與5μπι之間的 孔大小，并且其中，輸入通道在接近過(guò)濾器的一長(zhǎng)度的第一部分處提供流體，并且廢棄物通 道在接近過(guò)濾器的所述長(zhǎng)度的第二部分處接收經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的流體。
[0053] 19.根據(jù)示例12-18中任一項(xiàng)所述的方法，其中，過(guò)濾器包括聚碳酸酯過(guò)濾器。
[0054] 20. -種方法，包括：
[0055] 在多層測(cè)試卡的輸入層中形成輸入通道；
[0056] 在多層測(cè)試卡的過(guò)濾層中形成過(guò)濾器；
[0057] 在多層測(cè)試卡的廢棄物層中形成廢棄物通道；
[0058] 為輸入通道和廢棄物通道的每一個(gè)提供覆蓋層；以及
[0059] 將這些層附著在一起使得輸入通道通往過(guò)濾器的第一側(cè)，并且廢棄物通道通往過(guò) 濾器的與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，使得當(dāng)流體在過(guò)濾器上移動(dòng)時(shí)在過(guò)濾器上收集流體中的粒 子。
[0060] 21.根據(jù)示例20所述的方法，其中，形成通道包括在每一層中用激光切割通道。
[0061] 雖然上面已經(jīng)詳細(xì)描述了幾個(gè)實(shí)施例，但是其他修改是可能的。例如，在圖中描繪 的邏輯流程不要求所示的特定順序或相繼順序來(lái)達(dá)到期望的結(jié)果。可以提供其他步驟，或 者可以從所描述的流中消除步驟，并且可以向所描述的系統(tǒng)添加其他部件，或者從所描述 的系統(tǒng)移除其他部件。其他實(shí)施例可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種多層測(cè)試卡（1〇〇, 500)，包括： 輸入通道（110)，其形成在測(cè)試卡的層中； 輸出通道（120)，其形成在測(cè)試卡的另一層中；以及 過(guò)濾器（115, 505,605)，其耦合在輸入通道和輸出通道之間，用于接收來(lái)自輸入通道的 流體，并收集粒子使得收集到的粒子在接近過(guò)濾器（115,505,605)的第一表面（225)處是 光學(xué)可見(jiàn)的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層測(cè)試卡（100, 500)，其中，過(guò)濾器（115, 505,605)或過(guò)濾 器之前的通道包括染色劑，用于對(duì)包括收集到的白血細(xì)胞的粒子染色。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層測(cè)試卡（100,500)，其中，染色劑包括吖啶橙。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層測(cè)試卡（100, 500)，其中，染色劑包括核酸染色劑、pH敏 感染色劑或區(qū)分白細(xì)胞的染色劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的多層測(cè)試卡（100,500)，其中，輸入通道（110)在 接近過(guò)濾器（115,505,605)的一長(zhǎng)度的第一部分處提供流體，并且輸出通道（120)在接近 過(guò)濾器的所述長(zhǎng)度的第二部分處接收經(jīng)過(guò)過(guò)濾器（115,505,605)的流體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層測(cè)試卡（100, 500)，其中，過(guò)濾器（115, 505,605)的所述 長(zhǎng)度的第一和第二部分沿過(guò)濾器的長(zhǎng)度被分離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1_4中任一項(xiàng)所述的多層測(cè)試卡（100,500)，其中，過(guò)濾器（115,505， 605)由非纖維過(guò)濾器材料形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的多層測(cè)試卡（100, 500)，并且還包括吸收支持墊 (605)，其被放置以支持過(guò)濾器并更好地呈現(xiàn)粒子。
9. 一種方法，包括： 將包含感興趣的粒子的流體提供（310)給多層層壓的測(cè)試卡的層上的微流體輸入通 道； 使流體移動(dòng)（315)穿過(guò)輸入通道，并且在測(cè)試卡的過(guò)濾層上的過(guò)濾器（115, 505,605) 上移動(dòng)； 在過(guò)濾器（115, 505,605)中收集（330)感興趣的粒子；以及 使流體從過(guò)濾器朝測(cè)試卡的廢棄物通道層中的廢棄物通道移動(dòng)（335)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，并且還包括對(duì)在過(guò)濾器（115,505,605)上收集到的感 興趣的粒子染色（320)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，感興趣的粒子通過(guò)吖啶橙染色。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，吖啶橙包含在輸入通道和過(guò)濾器（115,505， 605)的至少一個(gè)中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的方法，過(guò)濾器（115,505,605)具有介于2與 5 μ m之間的孔大小，并且其中，輸入通道在接近過(guò)濾器的一長(zhǎng)度的第一部分處提供流體，并 且廢棄物通道在接近過(guò)濾器的所述長(zhǎng)度的第二部分處接收通過(guò)過(guò)濾器的流體。
14. 一種方法，包括： 在多層測(cè)試卡的輸入層中形成（410)輸入通道； 在多層測(cè)試卡的過(guò)濾層中形成（415)過(guò)濾器； 在多層測(cè)試卡的廢棄物層中形成（420)廢棄物通道； 為輸入通道和廢棄物通道的每一個(gè)提供（425)覆蓋層；以及 將這些層附著（430)在一起使得輸入通道通往過(guò)濾器的第一側(cè)，并且廢棄物通道通往 過(guò)濾器的與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，使得當(dāng)流體在過(guò)濾器上移動(dòng)時(shí)在過(guò)濾器上收集流體中的 粒子。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成通道（410,420)包括用激光在每層中切割 通道。
【文檔編號(hào)】G01N15/10GK104122177SQ201410246618
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】E·帕萊馬, K·赫恩, S·伯里斯, L·西弗里德, P·王 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司