测试装置和样品载具.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380061879.4

申请日:

2013.09.27

公开号:

CN104812493A

公开日:

2015.07.29

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):B01L 9/00申请日:20130927|||公开

IPC分类号:

B01L9/00; B01L3/00; F16K7/06

主分类号:

B01L9/00

申请人:

艾格普拉斯诊断有限公司

发明人:

迈克尔·查德; 罗伯特·波特; 考特尼·尼科尔森; 安德鲁·莱基; 西蒙·阿特里; 菲利普·沃尔什; 菲利普·波特; 克雷格·怀特曼; 保罗·戴克斯; 霍尔格·贝克尔; 雷内·斯图尔特; 沃尔夫冈·恩格尔哈特; 克劳迪娅·盖特纳

地址:

英国汉普郡

优先权:

1217390.2 2012.09.28 GB

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司11021

代理人:

李江晖

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内容摘要

一种用于对被保持在样品载具(30)上的样品中的物质的存在进行测试的测试装置(80),所述测试装置包括用于保持包括一个或多个腔(50、52)的样品载具(30)的保持件(82)。所述测试装置(80)还包括用于压缩或解压缩所述腔(50、52)的致动器。所述致动器被构造为防止所述腔(50、52)在压缩或解压缩之后再膨胀。

权利要求书

1.  一种用于对被保持在样品载具上的样品中的物质的存在进行测试的测试装置,所述样品载具包括一个腔或多个腔;所述测试装置包括用于保持所述样品载具的保持件,以及用于压缩或解压缩所述一个腔或所述多个腔的致动器,其中,所述致动器被构造为防止所述一个腔或所述多个腔在压缩或解压缩之后再膨胀。

2.
  根据权利要求1所述的测试装置,其中,所述致动器能够被操作以压缩所述一个腔或所述多个腔,并且被构造为在压缩之后保持所述一个腔或所述多个腔的压缩。

3.
  根据权利要求1或2所述的测试装置,其中,所述致动器能够被操作以爆破所述一个腔或所述多个腔。

4.
  根据前述权利要求任一项所述的测试装置,其中,所述测试装置被构造为测试的一部分,以在压缩或解压缩所述一个腔或所述多个腔之后执行与所述样品载具的至少一个相互作用;所述致动器被构造为在压缩或解压缩之后防止所述一个腔或所述多个腔的再膨胀,直到所述至少一个相互作用中的至少第一个已经被执行,优选地直到所述至少一个相互作用或所述至少一个相互作用中的每一个都已经被执行。

5.
  根据前述权利要求任一项所述的测试装置,其中,所述致动器包括第一可枢转构件以及驱动件,所述第一可枢转构件包括能够枢转到第一腔位置中的第一腔致动部,其中所述第一腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的所述一个腔所位于的位置;所述驱动件能够被操作以枢转所述第一可枢转构件,以使得所述第一腔致动部枢转到所述第一腔位置中,由此压缩或解压缩所述第一腔位置中的所述一个腔。

6.
  根据权利要求5所述的测试装置,其中,所述第一可枢转构件包括能够枢转到第二腔位置中的第二腔致动部,其中所述第二腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的所述一个腔所位于的位置;所述驱动件能够被操作以枢转所述第一可枢转构件,以使得所述第二腔致动部被枢转到所述第二腔位置中,由此压缩或解压缩所述第二腔位置中的所述一个腔。

7.
  根据权利要求6所述的测试装置,其中,所述驱动件能够被操作,以在将所述第二腔致动部枢转到所述第二腔位置中之前的预定时间段枢转所述第一可枢转构件,以使得所述第一腔致动部枢转到所述第一腔位置中。

8.
  根据权利要求5所述的测试装置,其中,所述致动器包括第二可枢转构件,所述第二可枢转构件包括能够枢转到第二腔位置中的第二腔致动部,其中所述第二腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的所述一个腔所位于的位置;所述驱动件能够被操作以枢转所述第二可枢转构件,以使得所述第二腔致动部枢转到所述第二腔位置中,由此压缩或解压缩所述第二腔位置中的所述一个腔。

9.
  根据权利要求8所述的测试装置,其中,所述驱动件被构造为在枢转所述第二可枢转构件之前枢转所述第一可枢转构件,优选地在枢转所述第二可枢转构件之前的预定时间段枢转所述第一可枢转构件。

10.
  根据权利要求5至9中的任一项所述的测试装置,其中,所述驱动件包括能够被操作以使枢转致动构件前进的马达,其中所述枢转致动构件或者所述枢转致动构件中的一部分被构造为:其前进以枢转所述第一可枢转构件,以使得所述第一腔致动部枢转到所述第一腔位置中,并且被构造为:在所述第一可枢转构件被枢转之后,所述枢转致动构件或者所述枢转致动构件中的一部分前进以,以在所述第一腔致动部位于所述第一腔位置中的情况下将所述第一可枢转构件维持在被枢转位置 中。

11.
  根据权利要求10所述的测试装置,其中,所述枢转致动构件被构造为:在所述第一可枢转构件被枢转之后,所述枢转致动构件或者所述枢转致动构件中的一部分前进,以枢转所述第二可枢转构件或第二可枢转构件,以使得所述第二腔致动部或第二腔致动部枢转到所述第二腔位置或第二腔位置中,并且所述枢转致动构件被构造为:在所述第二可枢转构件被枢转之后,所述枢转致动构件或者所述枢转致动构件中的一部分前进,以在所述第二腔致动部位于所述第二腔位置中的情况下将所述第二可枢转构件维持在被枢转位置中。

12.
  根据权利要求11所述的测试装置,其中,所述枢转致动构件包括第一部件和第二部件,所述第一部件被构造为:所述枢转致动构件或者所述枢转致动构件中的一部分前进,以撞击并且枢转所述第一可枢转构件,以使得第一腔致动部枢转到第一腔位置中,并且所述第二部件被构造为:所述枢转致动构件或者所述枢转致动构件中的一部分前进,以撞击并且枢转所述第二可枢转构件,以使得第二腔致动部枢转到第二腔位置中;其中,在起始位置,所述第一部件和所述第一可枢转构件之间的距离比所述第二部件和所述第二可枢转构件之间的距离小。

13.
  根据权利要求12所述的测试装置,其中,所述第一部件比所述第二部件长。

14.
  根据权利要求12或13所述的测试装置,其中,所述第一部件和所述第二部件是一体的。

15.
  根据权利要求10至14中的任一项所述的测试装置,其中,所述第一可枢转构件和/或所述第二可枢转构件或第二可枢转构件包括接触表面,随着所述枢转致动构件前进以使得所述第一可枢转构件和/或所述第二可枢转构件枢转,所述枢转致动构件被构造为撞击该接触表面, 其中,所述第一可枢转构件包括位于所述第一可枢转构件的接触表面和所述第一腔致动部之间的枢转件,和/或所述第二可枢转构件包括位于所述第二可枢转构件的接触表面和所述第二腔致动部之间的枢转件。

16.
  根据权利要求15所述的测试装置,其中,所述第一可枢转构件的接触表面被构造为相对于所述枢转致动构件的移动方向倾斜,和/或所述第二可枢转构件的接触表面被构造为相对于所述枢转致动构件的移动方向倾斜。

17.
  根据权利要求10至16中的任一项所述的测试装置,其中,所述马达是线性马达。

18.
  根据前述权利要求任一项所述的测试装置,其中,所述致动器被构造为以受控的顺序压缩或解压缩所述多个可压缩腔。

19.
  一种对被保持在样品载具中的样品中的物质执行测试的方法,包括如下步骤:
操作致动器以压缩或解压缩所述样品载具的一个流体填充储存腔或者所述样品载具的多个流体填充储存腔,以使得来自一个储存腔或者来自多个储存腔的流体运动;
操作所述致动器以防止所述一个储存腔或所述多个储存腔再膨胀;
操作检测器以与检测腔中的流体相互作用,以对物质进行测试。

20.
  根据权利要求19所述的方法,其中,防止所述一个储存腔或所述多个储存腔再膨胀的步骤包括维持所述一个储存腔或所述多个储存腔的压缩。

21.
  根据权利要求19或20所述的方法,其中,操作致动器以压缩或解压缩所述样品载具的一个流体填充储存腔或者所述样品载具的多个流体填充储存腔的步骤使得来自一个储存腔或者来自多个储存腔的流体 运动到样品被保持在其中的检测腔中。

22.
  根据权利要求19至21中的任一项所述的方法,其中,执行测试的步骤包括:在压缩或解压缩所述一个储存腔或所述多个储存腔之后执行与所述样品载具的至少一个相互作用;其中,操作所述致动器以防止所述一个储存腔或所述多个储存腔再膨胀的步骤包括:在压缩或解压缩之后防止所述一个储存腔或所述多个储存腔再膨胀,直到所述至少一个相互作用中的至少第一个已经被执行,优选地直到所述至少一个相互作用或至少一个相互作用中的每一个都已经被执行。

23.
  根据权利要求19至22中的任一项所述的方法,其中,操作致动器以压缩或解压缩所述样品载具的多个流体填充储存腔的步骤包括:操作致动器,从而以受控的顺序压缩或解压缩多个储存腔。

24.
  根据权利要求19至23中的任一项所述的方法,其中,所述致动器包括第一可枢转构件,所述第一可枢转构件包括能够枢转到第一位置的第一腔致动部,其中所述第一位置是所述储存腔的位置或者所述多个储存腔的第一腔的位置;所述方法包括如下步骤:操作驱动件以枢转所述第一可枢转构件,以使得所述第一腔致动部枢转到所述第一位置中,由此压缩或解压缩所述储存腔或所述多个储存腔的第一腔。

25.
  根据权利要求24所述的方法,其中,所述第一可枢转构件包括能够枢转到第二位置中的第二腔致动部,其中所述第二位置是所述多个储存腔的第二腔的位置;所述方法包括如下步骤:操作所述驱动件以枢转所述第一可枢转构件,以使得所述第二腔致动部枢转到所述第二位置中,由此压缩或解压缩所述第二位置中的所述储存腔。

26.
  根据权利要求25所述的方法,包括如下步骤:操作所述驱动件以枢转所述第一可枢转构件,以在将所述第二腔致动部枢转到所述第二位置中之前的预定时间段使得所述第一腔致动部枢转到所述第一位置 中。

27.
  根据权利要求24所述的方法,其中,所述致动器包括第二可枢转构件,所述第二可枢转构件包括能够枢转到第二位置中的第二腔致动部,其中所述第二位置是所述多个储存腔的第二腔的位置;所述方法包括如下步骤:操作所述驱动件以枢转所述第二可枢转构件,以使得所述第二腔致动部枢转到所述第二位置中,由此压缩或解压缩所述第二腔位置中的所述储存腔。

28.
  根据权利要求27所述的方法,包括如下步骤:操作所述驱动件以在枢转所述第二可枢转构件之前枢转所述第一可枢转构件,优选地在枢转所述第二可枢转构件之前的预定时间段枢转所述第一可枢转构件。

29.
  根据权利要求24至28中的任一项所述的方法,其中,所述驱动件包括能够被操作以使枢转致动构件前进的马达,其中操作所述驱动件以枢转所述第一可枢转构件的步骤包括:操作马达以使所述枢转致动构件或者所述枢转致动构件中的一部分前进,以枢转所述第一可枢转构件,以使得所述第一腔致动部枢转到所述第一位置中。

30.
  根据权利要求29所述的方法,包括如下步骤:在枢转所述第一可枢转构件之后,操作所述马达,以使所述枢转致动构件或者所述枢转致动构件的一部分前进,以枢转所述第二可枢转构件或第二可枢转构件,以使得所述第二腔致动部或第二腔致动部枢转到所述第二位置或第二位置中,同时将所述第一腔致动部维持在所述第一位置中以防止所述第一腔再膨胀。

31.
  根据权利要求29至30中的任一项所述的方法,其中,操作马达以使所述枢转致动构件前进的步骤包括操作马达以使所述枢转致动构件线性地前进。

32.
  根据权利要求19至31中的任一项所述的方法,包括如下步骤:在操作所述致动器之前执行预定的延时,以压缩或解压缩所述样品载具的所述一个储存腔或者所述样品载具的所述多个储存腔。

33.
  根据权利要求32所述的方法,其中,所述预定的延时响应于测试开始的执行而被启动,例如响应于样品载具被插入到保持件中,或者响应于开始执行测试的指令,或者响应于感测所述样品载具中的所述样品存在的样品传感器。

34.
  根据权利要求19至33中的任一项所述的方法,其中,所述检测器包括电极。

35.
  程序代码,所述代码被构造为当在可编程部件上被执行时执行权利要求19至34中的任一项所述的方法,

36.
  一种测试装置,所述测试装置包括编制有根据权利要求35所述的程序代码的控制单元。

37.
  一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于接收待测试的样品;检测腔,所述检测腔被联接到所述入口,以便从所述入口接收样品;多个电极,所述电极至少局部地位于所述检测腔中;以及连接器,所述连接器用于将所述样品载具电连接到测试装置;其中,所述多个电极中的每一个通过所述样品载具上的相应的导电轨道而被联接到所述连接器;其中,所述轨道中的每一个被构造为在相应的电极和连接器之间提供电阻;其中,所述轨道中的每一个的电阻是大致相等的。

38.
  根据权利要求37所述的样品载具,其中,所述轨道中的每一个具有轨道宽度和从相应的电极到连接器的路径长度;其中,所述轨道中的每一个的路径长度和轨道宽度被构造为向所述轨道中的每一个提供大 致相等的电阻。

39.
  根据权利要求38所述的样品载具,其中,所述轨道按照路径长度的排序与所述轨道按照宽度的排序是相同的。

40.
  根据权利要求37-39中的每一项所述的样品载具,其中,所述样品载具被构造为在所述检测腔中提供标记成分和检测溶液,所述检测溶液被用于使得所述标记成分在所述多个电极中的一个或多个上提供电读数。

41.
  根据权利要求40所述的样品载具,其中,所述检测腔被预加载有载体成分和标记成分,所述样品载具包括用于将所述检测溶液注射到所述检测腔中的检测溶液注射器。

42.
  一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具具有近端和远端,所述样品载具包括:入口,所述入口用于接收待测试的样品;检测腔,所述检测腔被联接到所述入口;以及至少一个储存腔,所述储存腔被联接到所述检测腔,所述至少一个储存腔被预加载有流体,并且能够被压缩或者能够被解压缩以将预加载的流体供给至所述检测腔;其中,所述入口比所述检测腔更加靠近所述样品载具的近端,并且所述至少一个储存腔比所述检测腔更加靠近所述样品载具的远端。

43.
  根据权利要求42所述的样品载具,其中,所述检测腔被预加载有载体成分和标记成分,所述至少一个储存腔包括被预加载有检测溶液的第一腔,并且能够被压缩或者能够被解压缩以将所述检测溶液供给至所述检测腔。

44.
  根据权利要求42至43中的任一项所述的样品载具,其中,所述第一储存腔的最靠近所述样品载具的近端的点比所述检测腔的最靠近 所述样品载具的远端的点更加靠近所述样品载具的远端。

45.
  根据权利要求42至44中的任一项所述的样品载具,其中,能够被压缩或者能够被解压缩的腔不存在如下的部分:该部分比所述检测腔的最靠近所述样品载具的远端的点更加靠近所述样品载具的近端。

46.
  根据权利要求42至45中的任一项所述的样品载具,其中,所述至少一个储存腔包括被联接到所述检测腔的第二储存腔,其中,所述第二储存腔被预加载有冲洗溶液,并且能够被压缩以将所述冲洗溶液供给至所述检测腔,并且比所述检测腔更加靠近所述样品载具的远端。

47.
  根据权利要求46所述的样品载具,其中,所述第二储存腔的最靠近所述样品载具的近端的点比所述检测腔的最靠近所述样品载具的远端的点更加靠近所述样品载具的远端。

48.
  一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于接收待测试的样品;检测腔,所述检测腔经由管道被联接到所述入口,以便从所述入口接收样品;以及测试元件,所述测试元件用于与所述检测腔中的样品发生反应以使得物质能够被检测到;其中,所述入口包括用于接收样品的碗体,所述碗体具有与用于在所述样品载具中提供有效测试的样品的体积相对应的容积。

49.
  根据权利要求48所述的样品载具,其中,所述碗体的容积与所述检测腔和所述导管的组合容积相对应。

50.
  根据权利要求48至49中的任一项所述的样品载具,包括闭合构件以闭合所述碗体,由此移除超过所述碗体的容积的任何样品。

51.
  根据权利要求50所述的样品载具,其中,所述闭合构件被构造 为以大致气密方式闭合所述碗体。

52.
  根据权利要求50至51中的任一项所述的样品载具,其中,所述入口被设置在所述样品载具的表面中,所述碗体的边缘突出到所述表面之上,并且所述闭合构件被构造为在闭合位置中被定位成靠近所述表面,由此所述碗体的边缘与所述闭合构件一起提供密封。

53.
  根据权利要求52所述的样品载具,其中,所述碗体的突出到所述表面之上的边缘包括所述碗体的完整外周。

54.
  根据权利要求52或53所述的样品载具,其中,所述闭合构件能够在导向件中移动以闭合所述碗体,其中,所述闭合构件的最厚部分比所述导向构件的所述闭合构件的最厚区域在所述闭合位置中所位于的部分更厚,由此迫使所述闭合构件在所述闭合位置中抵靠所述碗体的边缘。

55.
  根据权利要求50至54中的任一项所述的样品载具,其中,所述闭合构件包括闭合突出体,所述闭合突出体被构造为在所述闭合位置中进入和闭合所述碗体的开口。

56.
  根据权利要求50至55中的任一项所述的样品载具,其中,所述闭合构件被构造为卡扣到闭合位置中,在该闭合位置中,所述闭合构件闭合所述入口。

57.
  根据权利要求48至56中的任一项所述的样品载具,包括至少部分地包围所述入口的防溅罩。

58.
  一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于接收待测试的样品;检测腔,所述检测腔被联接到所述入口;以及被连接到检测腔的至少一 个储存腔,所述至少一个储存腔被预加载有流体,并且能够被压缩或者能够被解压缩以使预加载的流体从所述至少一个储存腔运动至所述样品载具的另一部件;其中,所述至少一个储存腔或者所述至少一个储存腔中的每一个包括靠近凹部定位的泡状体,以使得所述泡状体上的压力导致所述泡状体被推到所述凹部中,所述凹部的边缘具有弯曲肩部,并且所述凹部包括刺穿和爆破所述泡状体的一个或多个针。

59.
  根据权利要求58所述的样品载具,其中,所述弯曲肩部围绕所述凹部的外周延伸。

60.
  根据权利要求58至59中的任一项所述的样品载具,其中,所述弯曲肩部包括从非凹陷表面到所述凹部的壁上的最大梯度点的逐渐增大的倾斜度。

61.
  根据权利要求58至60中的任一项所述的样品载具,其中,所述储存腔或者每一个所述储存腔包括将所述凹部联接到所述样品载具的另一部件的导管,所述导管被构造为使得在爆破相应的泡状体时使来自所述泡状体的预加载流体经由所述导管运动。

62.
  根据权利要求61所述的样品载具,其中,所述导管或每一个所述导管被联接到所述凹部的顶点。

63.
  根据权利要求58至62中的任一项所述的样品载具,其中,所述至少一个储存腔能够被压缩或者能够被解压缩以使预加载的流体从所述至少一个储存腔运动至所述检测腔。

64.
  一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于接收待测试的样品;检测腔,所述检测腔经由导管被联接到所述入口,以便从所述入口接收样品;以及测试元件,所述测试元件用于与所述检测腔中的样品发生反 应以使得物质被检测;其中,所述检测腔是大致六边形的。

65.
  根据权利要求64所述的样品载具,其中,所述检测腔经由阀被联接到废料腔,所述阀被构造为允许流体从所述检测腔运动至所述废料腔,但是阻止流体从所述废料腔运动至所述检测腔。

66.
  一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于接收待测试的样品;检测腔,所述检测腔经由导管被联接到所述入口,以便从所述入口接收样品;以及测试元件,所述测试元件用于与所述检测腔中的样品发生反应以使得物质被检测;其中,所述检测包括多个突出体,以提供表面面积,以辅助所述检测腔中的混合。

67.
  根据权利要求66所述的样品载具,其中,所述多个突出体包括多个柱体。

说明书

测试装置和样品载具
技术领域
本发明涉及一种样品载具以及测试装置,例如涉及用于免疫测定的基片和测量仪。
发明内容
本发明的多个方面提供一种改进的测试装置或者样品载具,或者至少提供一种对现有技术的有用替换方案。
根据本发明的一个方面,提供一种用于对被保持在样品载具上的样品中的物质的存在进行测试的测试装置,所述样品载具包括一个腔或多个腔;所述测试装置包括用于保持所述样品载具的保持件,以及用于压缩或解压缩所述一个腔或所述多个腔的致动器,其中,所述致动器被构造为防止所述一个腔或所述多个腔在压缩或解压缩之后再膨胀。
在实施例中,所述腔是可压缩的或者压缩腔,优选地是用于储存优选地是用在测试中的液体的流体的储存腔。所述储存腔可以被预加载流体,或者它们可能在测试期间暂时储存流体。所述储存腔优选地的是可爆破的泡状体。
样品载具中的气泡可能影响测试。气泡可以被定位成靠近检测元件,这能够导致错误的测试读数。此外,气泡可能占据理想情况下填充有样品的样品载具中的空间。这可能降低样品载具中的样品量以潜在地降低测试的有效性。本发明的优选实施例,通过在腔一旦已经被压缩之后防止腔再膨胀,可能防止从样品载具的需要样品的其他部件中吸回流体。这继而防止空气被吸入到样品载具中以替代被吸回的流体。也能够防止储存腔利用空气而被变得膨胀,该空气然后可能溶解或被吸入到样品载具的其他部件中。
优选地,致动器可操作为爆破所述腔或所述多个腔。使得腔被设置为密封的包含流体的袋体或泡状体,从而防止在泡状体被爆破之前提前 释放流体。
优选地,所述测试装置被构造为测试的一部分以执行至少一个与所述样品载具的相互作用,从而随后压缩或解压缩所述一个腔或所述多个腔;所述致动器被构造为在压缩或解压缩之后防止所述一个腔或所述多个腔的再膨胀,直到至少一个相互作用中的至少第一个已经被执行,优选地直到所述至少一个相互作用或所述至少一个相互作用中的每一个都已经被执行。所述相互作用序列可以包括对于执行如下的测试而言必要的所有的相互作用,该测试用于测试被保持在所述样品载具上的样品中的物质的存在。
优选地,所述致动器包括第一可枢转构件以及驱动件,所述第一可枢转构件包括能够枢转到第一腔位置的第一腔致动部,其中所述第一腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的所述一个腔所位于的位置;所述驱动件能够被操作以枢转所述第一可枢转构件以使得所述第一腔致动部被枢转到所述第一腔位置,由此压缩或解压缩所述第一腔位置中的所述一个腔。
在实施例中,所述致动器包括第二可枢转构件,所述第二可枢转构件包括能够枢转到第二腔位置的第二腔致动部,其中所述第二腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的所述一个腔所位于的位置;所述驱动件能够被操作以枢转所述第二可枢转构件以使得所述第二腔致动部被枢转到所述第二腔位置,由此压缩或解压缩所述第二腔位置中的所述一个腔。
在优选的实施例中,使用枢转的构件已经被发现是以最小的空间提供受控的压缩力/解压缩力的一种有效方式。
优选地,所述驱动件被构造为在枢转所述第二可枢转构件之前枢转所述第一可枢转构件,优选地在枢转所述第二可枢转构件之前的预定时间段枢转所述第一可枢转构件。这能够允许腔以受控的时序被压缩/解压缩,从而使得正被执行的测试有效。优选地,所述预定时间段可以根据正被执行的测试而发生变化。
根据本发明的一个方面,提供一种对被保持在样品载具中的样品中的物质执行测试的方法,包括:
操作致动器以压缩或解压缩所述样品载具的一个流体填充储存腔或者所述样品载具的多个流体填充储存腔,从而使得来自一个储存腔的流体或者来自多个储存腔的流体被移动;
操作所述致动器以防止所述一个储存腔或所述多个储存腔再膨胀;
操作检测器以与检测腔中的流体相互作用以对物质进行测试。
优选地,防止所述一个储存腔或所述多个储存腔再膨胀包括维持所述一个储存腔或所述多个储存腔的压缩。
优选地,操作致动器以压缩或解压缩所述样品载具的一个流体填充储存腔或者所述样品载具的多个流体填充储存腔,从而使得来自一个储存腔的流体或者来自多个储存腔的流体被移动到样品被保持于的检测腔中,例如以提供正被执行的测试的功能的一部分。例如,来自储存腔的流体可以是冲洗流体以将未结合的颗粒冲洗到检测腔之外,或者是检测流体以使得在检测腔中进行可检测反应。
检测腔可以被用于执行诸如电化学试验的试验。
在实施例中,检测器包括电极。
在实施例中,所述检测腔被提供有,例如被预加载有用于执行测试的试剂。在一些实施例中,所述试剂包括用于结合到分析物的载体成分和标记成分。所述载体成分和标记成分例如可以以干燥方式被预加载。所述载体成分可以是磁性的。
根据本发明的一个方面,提供一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于容纳待被测试的样品;检测腔,所述检测腔被联接到所述入口,以便从所述入口接收样品;多个电极,所述电极至少局部地为位于所述检测腔中;以及连接器,所述连接器用于将所述样品载具电连接到测试装置;其中,所述多个电极中的每一个通过所述样品载具上的相应的导电轨道而被联接到所述连接器;其中,所述轨道中的每一个被构造为在相应的电极和连接器之间提供电阻;其中,所述轨道中的每一个的电阻是大致相等的。
已经发现向平行的轨道提供大致相等的宽度可以提供错误的读数。已经发现这是因为轨道具有不同的电阻的结果。优选的实施例向多个轨 道提供相同的电阻并且因此提供更加可靠的读数。
根据本发明的一个方面,提供一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具具有近端和远端,所述样品载具包括:入口,所述入口用于容纳待被测试的样品;检测腔,所述检测腔被联接到所述入口;以及至少一个储存腔,所述储存腔被联接到所述检测腔,所述至少一个储存腔被预加载有流体并且是能够压缩的或者能够被解压缩的以将预加载的流体提供到所述检测腔;其中,所述入口比所述检测腔更加靠近所述样品载具的近端,并且所述至少一个储存腔比所述检测腔更加靠近所述样品载具的远端。
根据本发明的一个方面,提供一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于容纳待被测试的样品;检测腔,所述检测腔经由管道被联接到所述入口,以便从所述入口接收样品;以及测试元件,所述测试元件用于与所述检测腔中的样品发生反应以允许物质被检测到;其中,所述入口包括用于容纳样品的碗体,所述碗体具有与用于在所述样品载具中提供有效测试的样品的体积相对应的体积。
重要的是样品载具容纳正确量的样品,因为量太小将在样品载具中留下空气,这对读数具有不利影响,并且量太大将导致过量的样品泄露到样品载具之外,结果将导致有害结果。优选的实施例提供保证提供最优量的样品的方便途径。优选地,所述碗体的体积与所述检测腔和所述导管的组合体积相对应,因为该组合体积是填充样品载具且对有效测试而言足够的样品量。
优选的实施例包括闭合构件以闭合碗体,由此移除所述碗体的体积之外的任何样品。
优选地,所述检测腔经由阀被联接到废料腔。所述阀和所述闭合构件限制固定体积的样品。所述阀可以防止样品转移到废料腔中,并且可以防止废料返回到检测腔中。
优选地,所述闭合构件被构造为以大致气密的方式闭合碗体,由此保证样品在碗体已经被闭合之后不会泄露出去。也保证气体不会进入,否则该气体可能导致错误的读数。
优选地,所述闭合构件在导向件中是能够移动的以闭合所述碗体,其中,所述闭合构件的最厚区域比所述导向构件的区域厚,其中,所述闭合构件的最厚区域位于闭合位置中,由此迫使所述闭合构件在所述闭合位置中抵靠所述碗体的边缘以形成气密密封。
优选地,所述闭合构件包括闭合突出体,所述闭合突出体被构造为在所述闭合位置中进入和闭合所述碗体的开口。
所述闭合突出体可以被设置有膜,该膜被二次成型在与被构造为在闭合位置中靠近所述碗体的一侧相对的一侧上,由此提供增大的密封有效性。
根据本发明的一个方面,提供一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于容纳待被测试的样品;检测腔,所述检测腔被联接到所述入口;以及至少一个被连接到检测腔的储存腔,所述至少一个储存腔被预加载有流体并且是能够压缩的或者能够被解压缩的以将预加载的流体从所述至少一个储存腔提供到所述检测腔的另一部件;其中,所述至少一个储存腔或者所述至少一个储存腔中的每一个包括被定位成靠近一凹部的泡状体,从而所述泡状体上的压强导致所述泡状体被推进到所述凹部中,所述凹部的边缘具有弯曲肩部,并且所述凹部包括一个或多个针以刺穿和爆破所述泡状体。
优选实施例使用弯曲肩部以最大化引自所述泡状体的流体的量并且最小化进入样品载具的空气。
根据本发明的一个方面,提供一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于容纳待被测试的样品;检测腔,所述检测腔经由导管被联接到用于容纳来自所述入口的样品的所述入口;以及测试元件,所述测试元件用于与所述检测腔中的样品发生反应以允许物质被检测;其中,所述检测腔是大致六边形。
已经发现六边形检测腔最小化被围困在检测腔中的气泡,否则该气泡将导致错误的读数。
根据本发明的一个方面,提供一种样品载具,所述样品载具用在对 样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具包括:入口,所述入口用于容纳待被测试的样品;检测腔,所述检测腔经由导管被联接到所述入口,以便从所述入口接收样品;以及测试元件,所述测试元件用于与所述检测腔中的样品发生反应以允许物质被检测;其中,所述检测包括多个突出体以提供表面面积以有助于所述检测腔中的混合。
所述多个突出体可以包括多个柱体。
根据本发明的一个方面,提供一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具具有近端和远端,所述样品载具包括:入口,所述入口用于容纳待被测试的样品;检测腔,所述检测腔被联接到所述入口;以及至少一个储存腔,所述储存腔被联接到所述检测腔,所述至少一个储存腔被预加载有流体并且是能够压缩的或者能够被解压缩的以将预加载的流体提供到所述检测腔;其中,所述入口比所述检测腔更加靠近所述样品载具的近端,并且所述至少一个储存腔比所述检测腔更加靠近所述样品载具的远端。
根据本发明的一个方面,提供一种样品载具,所述样品载具用在对样品中的物质的存在进行的测试中,所述样品载具具有近端和远端,所述样品载具包括:入口,所述入口用于容纳待被测试的样品;检测腔,所述检测腔被联接到所述入口,所述检测腔被预加载有用于执行试验的载体成分和标记成分;以及至少一个储存腔,所述储存腔被联接到所述检测腔,所述至少一个储存腔包括被预加载有检测溶液的第一腔,并且是能够压缩的以将所述检测溶液提供到所述检测腔;其中,所述入口比所述检测腔更加靠近所述样品载具的近端,并且所述至少一个储存腔比所述检测腔更加靠近所述样品载具的远端。
换言之,所述样品载具不包括比检测腔更加靠近样品载具的近端的可压缩腔或被构造为被解压缩的压缩腔。
可压缩腔是被设置为随着样品载具的操作的一部分而被压缩从而将移动样品载具中的样品或流体。
在很多现有技术装置中,泡状体被定位在测试部件的附近。一般地,这意味着待测试的样品在样品载具被插入到测试装置之前需要被输入。这是因为样品载具需要被插入到足够远的测试装置中,从而泡状体实际 上被测试装置中的部件所爆破。在本发明的实施例中,入口可以延伸到测试装置以外,同时样品载具被保持在测试装置的保持件中,因为可压缩腔被定位成朝向样品载具的远端。此外,在不需要一个过长的入口通道的情况下可以被完成。过长的入口通道可能意味着需要大量的样品以填充通道,并且这可能延长需要进行试验的时间长度。
因此,本发明的实施例使得样品载具在样品被添加到入口之前可以被保持在测试装置中,同时最小化需要被输入到样品载具中的样品的量,由此最小化用于执行试验的时间长度。
能够在添加样品之前将样品载具插入到测试装置中,这可以是尤其有利的,例如使得使用者可以确认样品载具是用于他或她所希望执行的试验的正确的样品载具。例如,测试装置可以被设置有读数器,该读数器可以读取来自于样品载具的识别码并且将与样品载具可以执行的测试相关的信息显示在屏幕上。
优选地,所述第一储存腔的最靠近所述样品载具的近端的点比所述检测腔的最靠近所述样品载具的远端的点更加靠近所述样品载具的远端。
优选地,可压缩腔不存在如下的部件:该部件比所述检测腔的最靠近所述样品载具的远端的点更加靠近所述样品载具的近端。
在一些实施例中,所述至少一个储存腔包括被联接到所述检测腔的第二储存腔,其中,所述第二储存腔被预加载有冲洗溶液,并且是能够压缩的从而将所述冲洗溶液提供到所述检测腔,并且比所述检测腔更加靠近所述样品载具的远端。优选地,所述第二储存腔的最靠近所述样品载具的近端的点比所述检测腔的最靠近所述样品载具的远端的点更加靠近所述样品载具的远端。
在一些实施例中,第一储存腔和/或第二储存腔和/或任何其他储存腔分别包括被定位在一个或多个针之上的泡状体,从而泡状体的压缩导致泡状体被一个或多个针刺破和爆破。
根据本发明的一个方面,提供一种测试装置,所述测试装置用于对被保持在样品载具中的样品中的物质的存在进行测试,所述样品载具包括多个流体填充泡状体;所述测试装置包括:保持件,所述保持件用于 保持样品载具;以及致动器,所述致动器用于以受控的时序压缩和爆破多个流体填充的泡状体。
根据本发明的一个方面,提供一种测试装置,所述测试装置用于对被保持在样品载具中的样品中的物质的存在进行测试,所述测试装置包括用于保持样品载具的保持件,以及致动器;所述致动器包括第一可枢转构件,所述第一可枢转构件包括被放置在第一腔位置之上的第一腔致动部,其中所述第一腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的可压缩腔所位于的位置;所述致动器还包括驱动件,所述驱动件能够被操作以枢转所述第一可枢转构件以使得所述第一腔致动部被枢转到所述第一腔位置,由此压缩所述第一腔位置中的可压缩腔。
本发明的实施例提供如下的优点:样品载具的可压缩腔可以通过可枢转构件被致动。可枢转构件可以被提供恒定和可靠的强度和力的方向。
根据本发明的一个方面,提供一种测试装置,所述测试装置用于对被保持在样品载具中的样品中的物质的存在进行测试,所述测试装置包括用于保持样品载具的保持件,以及致动器,所述致动器用于压缩被保持在保持件中的样品载具上的至少一个可压缩腔;其中所述保持件被构造为允许在至少一个可压缩腔不被压缩的情况下插入样品载具。
换言之,所述保持件被构造为:在不压缩或不解压缩样品载具上的任何储存腔的情况下,允许将样品载具插入到保持件中。
在很多现有技术装置中,将可丢弃装置插入到读取器中的处理导致在可丢弃装置上执行机械动作。这可能意味着测试时序的至少开始阶段不被仔细地控制,因为初始阶段的定时将受到将可丢弃装置插入到读取器中的速度和力的影响。本发明的实施例能够通过提供保持件来降低或克服这种问题,该保持件将避免在插入期间压缩任何的可压缩腔。在插入之后,本发明的实施例的测试装置可以开始被仔细控制的时序步骤以执行试验。
致动器可以包括第一可枢转构件,所述第一可枢转构件包括被放置在第一腔位置之上的第一腔致动部,其中所述第一腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的可压缩腔所位于的位置;以及所述致动器可以包括驱动件,所述驱动件能够被操作以枢转所述第 一可枢转构件以使得所述第一腔致动部被枢转到所述第一腔位置,由此压缩所述第一腔位置中的可压缩腔。
在一些实施例中,所述第一可枢转构件还包括能够枢转到第二腔位置的第二腔致动部,其中所述第二腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的可压缩腔所位于的位置。在一些实施例中,所述驱动件能够被操作以枢转所述第一可枢转构件以使得所述第二腔致动部被枢转到所述第二腔位置,由此压缩或解压缩所述第二腔位置中的可压缩腔。
在一些实施例中,所述驱动件是能够操作的,从而在将所述第二腔致动部枢转到所述第二腔位置之前的预定时间段,枢转所述第一可枢转构件以使得所述第一腔致动部被枢转到所述第一腔位置。
在一些实施例中,所述致动器包括第二可枢转构件,所述第二可枢转构件包括能够枢转到第二腔位置的第二腔致动部,其中所述第二腔位置是当所述样品载具被保持在所述保持件中时所述样品载具的可压缩腔所位于的位置。在一些实施例中,所述驱动件能够被操作以枢转所述第二可枢转构件以使得所述第二腔致动部被枢转到所述第二腔位置,由此压缩或解压缩所述第二腔位置中的可压缩腔。
在一些实施例中,所述驱动件被构造为在枢转所述第二可枢转构件之前枢转所述第一可枢转构件,优选地在枢转所述第二可枢转构件之前的预定时间段。在一些实施例中,预定时间段可以取决于正被执行的测试的种类。
在枢转第二致动部之前的预定时间段枢转第一致动部使得本发明的实施例在例如将未结合的标记颗粒冲洗到样品载具的检测区之外和检测检测区中的标记成分之间提供被仔细受控的延时。这可以保证具有足够的时间以最大化地移除未结合的颗粒,否则该未结合的颗粒可以导致错误的读数,同时最小化使用者执行试验的总时间。
在一些实施例中,驱动件包括线性马达,线性马达可以操作为推进枢转致动构件,其中,所述枢转致动构件被构造为:随着其向前推进,在枢转第二可枢转构件之前枢转第一可枢转构件。
在一些实施例中,驱动件包括线性马达,线性马达可以操作为同时 推进第一枢转致动构件和第二枢转致动构件,其中,第一枢转致动构件比第二枢转致动构件长,由此随着第一和第二枢转致动构件向前推进,在枢转第二可枢转构件之前枢转第一可枢转构件。
在一些实施例中,线性马达可以操作为以相同的速度推进第一枢转致动构件和第二枢转致动构件。
在一些实施例中,第一枢转致动构件和第二枢转致动构件是单个枢转致动构件的多个一体化部件。
在一些实施例中,第一和第二可枢转构件包括远端接触表面,并且第一和第二可枢转构件中的每一个的枢转件被设置成此远端接触表面更加接近身体,并且比腔致动部更加远离身体;其中,所述第一和第二枢转致动构件被构造为随着它们被线性马达向前推进,分别接触第一和第二可枢转构件的远端接触表面。
在一些实施例中,第一和第二可枢转构件中的每一个的远端接触表面相对于线性马达的推进方向是倾斜的。
在一些实施例中,驱动件可以被构造为允许在将样品载具插入到测试装置之后且在导致被保持在测试装置中的样品载具上的任何可压缩腔的压缩之前,存在预定的延时。这可以允许例如用于样品的预定培育时间,以在样品载具的腔中混合载体成分和标记成分,并且使得载体成分和标记成分结合。
在一些实施例中,驱动件被构造为响应于来自使用者的输入开始预定的延时。这使得在测试装置开始计算培育时间之前,使用者能够向测试装置指示何时样品已经被插入到样品载具中。
根据本发明的一个方面,提供一种如上所述的测试装置和如上所述的样品载具的组合。
根据本发明的一个方面,提供一种执行试验的方法,包括:
在检测腔中提供载体成分和标记成分,其中,载体成分和标记成分被构造为被结合到感兴趣的分析物;
将待测试的样品输入到检测腔中以允许载体成分和标记成分结合到样品中的任何感兴趣的分析物;
保持载体成分并且因此保持感兴趣的分析物和被结合到检测腔中的 感兴趣分析物的标记成分,同时施加冲洗溶液以将样品中的没有结合到载体成分的剩余物从检测腔中移除;
在检测腔中检测标记成分,并且由此获得与样品中的感兴趣的分析物的数量相关的读数。
在实施例中,载体成分时磁性颗粒,并且保持载体成分并且因此保持感兴趣的分析物和被结合到检测腔中的感兴趣分析物的标记成分的步骤包括向检测腔施加电磁场/磁场。
在实施例中,在检测腔中检测标记成分包括向检测腔施加检测溶液并且优选地使用检测腔中的电极获取读数。
本发明的实施例提供一种金属免疫分析流控装置,该装置使用两个泡状体从而以受控的时序先后爆破这两个泡状体。在致动第一泡状体以允许样品与测试腔或检测腔中的试剂进行培育之前,所述装置在仪器中被保持固定的时间段。在培育阶段之后,线性马达被致动,该马达向前驱动线性活塞,该线性活塞向前输送具有轴承以帮助其向前平缓移动的基片致动机构。致动机构可以被停止从而一个泡状体可以首先被致动,而使得第二泡状体未被爆破直到之后需要被爆破的之后时才被爆破。致动机构向前移动并且在CAM表面之下在枢转件的一侧向上推摇杆,并且在枢转件的另一侧将摇杆向下推到泡状体上因此爆破该泡状体。线性马达因此继续向前移动致动机构的另一侧,该另一侧后退现在与第二CAM表面和摇杆相接触。该力迫使枢转件的一侧上的第二摇杆向上,并且迫使第二摇杆向下接触到第二泡状体,因此爆破该泡状体且将液体分配到装置。
第一泡状体中的液体被用于将任何未被结合的金属纳米颗粒冲洗到废料腔中,并且第二泡状体具有诸如硫氰酸铵的溶液以允许释放金属纳米颗粒可以并且使得它们可获取且是活性的,从而可以在电极上被读取到。
本发明的实施例允许样品在仪器中进行培育,并且具有控制一个泡状体的爆破然后在晚些时候爆破之后的泡状体的能力。按顺序爆破泡状体的理念可以被扩展到任何数量的泡状体。
虽然已经参考基于电学检测的系统详细说明了一些实施例,但是按 顺序使用多个泡状体可以被同样地应用于基于光学的免疫分析流控装置。
附图说明
下文将参考附图仅仅以示例的形式说明本发明的优选实施例,其中:
图1是用在本发明的多种实施例中的测试方法中的多个元件的示意图,包括抗体所附接于的磁性颗粒、一个或多个抗体所附接于的银溶胶颗粒以及抗原;
图2是示出分析过程的第一阶段中的图1的元件被接合在一起的示意图;
图3是分析过程的第一阶段的示意图,被成为培育阶段;
图4是分析过的分离阶段的示意图;
图5是银溶胶颗粒被溶解之后的分析过程的阶段;
图6是根据本发明的实施例的测试条或基片形式的样品载具的立体图;
图7a至7d是图6的样品载具的多个层的示意图;
图7e是根据本发明的实施例的用于泡状体的凹部的剖面示意图;
图8是图6和7的样品载具的另一立体图;
图9是示出根据图6-8的样品载具的变型的电极的示意图;
图10是图9所示的电极的俯视图,该电极不具有电介质;
图11是图9的电极的俯视图,该电极具有被二次打印的电介质;
图12是样品载具的俯视图,该样品载具不具有电极;
图13是包括根据图9的变型的电极的样品载具的俯视图;
图14是根据图6-8的变型的样品进入点的示意图;
图15和16示出了用于图6-8的样品载具的盖构件的示意图;
图17示出了被放置在样品载具上的多个阶段中的盖构件;
图18示出了图15-17的盖构件如何被制造,从而其可以被滑动到样品载具中;
图19示出了如图15-18成型的盖构件;
图20示出了闭合构件如何能够与图15-19的盖构件一起提供气密密 封;
图21示出了被插入到测试装置中的样品载具上的图15-20的盖构件;
图22示出了具有根据图15-21的盖构件的且处于测试装置中的真确位置中的样品载具;
图22a示出了闭合构件的另一变型;
图23是根据图6-8的实施例的样品载具的示意图;
图24-26示出了图6-8以及23的样品载具的变型的示意图;
图27是根据本发明的实施例的测试装置的示意后剖视图,该测试装置适于使用样品载具执行试验;
图28是图27的测试装置的示意侧剖视图;
图29是图28-28的测试装置的立体图;
图30是图27-29的测试装置的立体图;
图31是图27-30的测试装置的立体图;
图32是图27-31的测试装置的俯视图,其示出了使用中的屏幕;
图33是图27-32的测试装置的立体后
图34示出了根据本发明的实施例的测试装置的部件;
图35是图34的测试装置的立体后
图36是图34-35的测试装置的磁体的细节图;
图37是图6-8的样品载具的俯视图;
图38是图34-36的测试装置的立体
图39是图34-36和38的测试装置的剖视侧视图;
图40包括图6-8和37的样品载具的几个视图;
图41是根据本发明的实施例的测试装置的局部视图;
图42和43示出了图6-8的实施例的样品载具的俯视图;
图44-46示出了根据本发明的另一实施例的样品载具;
图47示出了用于根据本发明的实施例的测试装置的致动器的立体分解图;
图48是根据图47的实施例的测试装置的后视局部立体图;
图49是根据图47和48的实施例的测试装置的前视立体图;
图50示出了根据图47-49的实施例的测试装置的部件;以及
图51示出了用于图27-33的测试装置的示意系统图;以及
图52是根据图6-8的实施例的变型的样品载具的示意图,其示出了永磁体的移动。
应当理解附图仅仅出于说明的目的而提供而不是按照比例的。在很多情况下,附图示出的部件比它们在实际应用中的大,本领域的技术人员将很容易意识到。
具体实施方式
在该说明书中,术语“近端”用于意味着:当样品载具处于测试装置的保持件中时,更加靠近使用测试装置和样品载具的使用者。术语“远端”用于意味着:当样品载具处于测试装置的保持件中时,更加远离使用测试装置和样品载具的使用者。使用测试装置和样品载具的使用者被认为是靠近测试装置的端部,该测试装置包含用于将样品载具插入到保持件中的开口。
图1至5和下文所附的说明提供了适于在本文所公开的装置设备中执行的化学分析方法的示例。该化学试验的进一步细节被公开在WO2009/068862中,该申请的内容通过引用纳入此文。另外,用于执行化学试验的样品载具和测试装置被公开在WO2010/004244和WO2010/004241中,这两个申请的内容通过引用纳入此文。
示出的化学分析步骤仅仅是多个示例中的一个,本文公开的设备可以被构造成为这些化学分析步骤工作。
如图1和2所示,示出的方法使用载体成分和标记成分,在此示例中载体成分是磁性颗粒10,优选地是诸如砷固相的超顺磁颗粒,在此示例中标记成分是金属标记,典型地是颗粒状标记,该颗粒状标记优选地是银溶胶12。因为银形成可以很容易地被氧化以形成银离子的稳定的溶胶,所以银是优选的。磁性颗粒10被附接到第一结合部分,优选地是一个或多个抗体14,该抗体能够结合到感兴趣的分析物。感兴趣的分析物优选的是抗原16,但是也能够是抗体、模拟型或核酸链。带有其附接的抗体14的磁性颗粒10形成磁性支撑件18。
银溶胶颗粒12被附接到第二结合部分以形成金属标记20。第二结合部分,优选为一个或多个抗体22,能够结合到抗原16的不同区域。
在实际中,多个磁性颗粒10和标记12以干燥的形式或者以溶液形式或者以悬浮液形式被提供,以与待测试的样品中的多个抗原16发生反应。
接下来参考图2,图1的元件一旦变为彼此结合就会被示出,典型地在适当的反应腔中的培育阶段之后,它们的示例在下文中进行说明。磁性颗粒10的抗体14和颗粒状标记12的抗体22被结合到抗原16,实际上是将抗原16夹在它们中间。多个抗原16可以被结合到每一个磁性颗粒10上。该布置使得只有右边的试图被探测和测量的抗原16可以被结合到磁性颗粒10和标记12的抗体14和22上。混合物中的其他抗原或其他物质不会结合到磁性颗粒10和标记12上。
该组合使得抗原16变成附接至磁性颗粒的载体成分以及在此示例中是银溶胶颗粒12的标记成分。因此,该抗原可以与样品的剩余部分隔离并且然后尤其通过使用标记12的银而被探测到,如下文所述。
现在参考图3至5,这些图以图解的形式描述了多个元件结合在一起,磁性颗粒与溶液或悬浮液中的剩余部分分离开、以及通过抗原而执行的标记的检测。为了便于说明,示出的三个阶段将被说明为培育阶段、分离阶段和检测阶段。术语“培育”不试图暗指任何与允许样品与载体颗粒和标记颗粒混合相背离的以及允许待测试的元件被附接到这些载体颗粒和标记颗粒的任何特定处理。
图3描述了培育阶段,在该培育阶段中,在适当的混合室中并且在被保持在适当的惰性载体流体的一些示例中,提供多个磁性颗粒10、多个标记12以及待被测试的样品。在该示例中,样品包括多个抗原颗粒16。抗原颗粒16被描述为颗粒形式,示出为附图中的颗粒形状。颗粒10和12的抗体14和22分别只与所述抗原16兼容,并且被描述为具有互补的形状。在该示意示例中,磁性颗粒10被示出为具有单个抗体颗粒14,但是实际上该磁性颗粒10将被设置为具有多个抗体颗粒14。
因此,在该第一阶段,抗原16结合到抗体14和22上以形成在图的右手侧示出的复合体。该样品中的任何其他抗原将不结合到磁性颗粒10 或标记12上,并且因此这些抗原将孤立地保留在悬浮液中。根据图3的示例,这些抗原可以被认为是具有与抗体14和22不兼容的不同形状。
图4示出了该处理中的第二阶段,也就是分离阶段。颗粒10的磁性属性被用于将这些颗粒保持在适当位置,而其他的颗粒被冲洗到第二废料腔中。典型地,通过如下的处理而达到该效果:产生的磁力或电磁力被用于将磁性颗粒10保持在适当位置,而其他的颗粒,尤其是还没有变得结合到磁性颗粒10上的标记12,被与冲洗溶液一起冲洗掉。用于达到该效果的设备和方法在下文中将详细讨论。
因此,在分离期间,所有或者基本上所有的没有被结合到磁性颗粒10上的标记12以及不与抗体14、22兼容的任何抗原24(即不期望被分析的抗原)被从该腔中移除。在该腔中剩下的是磁性颗粒10,并且磁性颗粒10中的一些可以被结合到标记12上。
现在参考图5,示出了该处理的最后阶段,也就是检测阶段。在已经利用冲洗溶液冲洗腔之后,检测溶液可以被提供到该腔中并且银溶胶被氧化。这有效地溶解了标记的银并且产生了溶解到载体流体中的银离子。应当认识到,因为当腔被冲洗时只有正确的抗原16被保持在腔中,并且因为只有这些抗原将携带标记12,所以,通过氧化而产生的银离子的数量将直接与原始样品中的待探测的抗原的数量/量相关。不携带任何抗原16的任何磁性颗粒10将也不携带标签12,并且因此将不会影响通过氧化而产生的银离子的量。
在一个实施例中,检测溶液包括硫氰酸铵,该硫氰酸铵将银溶胶从二重复合体中移除并且形成包围银溶胶的单层化学边界,导致了带负电的纳米颗粒。该带电的纳米颗粒可以在电势的作用下转移到带正电的电极。该电极处的银溶胶然后在氧化能的作用下溶解以形成银离子Ag+,然后该银离子Ag+可以通过累积反萃取伏安法(ASV)而被测量。ASV是涉及金属相被预浓缩在电极表面上并且在阳极电势扫描期间各个金属相粒子被选择性氧化的分析技术。
被测量的银离子中的小部分可以是与螯合剂复合的形式,其中脱离剂(release agent)可能螯合银离子。
因为每40纳米银溶胶颗粒包括大约106个银离子,所以使用银溶胶 作为标记12使得电化信号分子放大。因此试验的敏感度被加强,并且只需要一小部分样品。此外,银形成稳定的溶胶以用作生物标记。银也很容易氧化以形成银离子。
图1至5以及上述的说明只涉及使用特定的抗体/抗原机制的适当收集和检测步骤、以及标记装置和氧化方法的一个示例。然而,如下所述的设备和方法不限于只应用于该方法,并且可以与具有不同的分析物捕获和检测机制的其他的检测机制、以及其他的标记检测方法一起使用。
特别地,如图6所示,根据本发明的优选实施例的样品载具30包括基板32。样品载具30包括近端34和远端36。在近端34上设置样品进入点38,该样品进入点38通过通道40而被联接到检测或测量腔42。检测或测量腔42处于样品进入点38的远侧。检测腔42被预加载有干燥形式的试剂。在本发明的一些实施例中,干燥试剂是具有合适的诸如上述的结合部分的干燥的载体成分和标记成分。检测腔42经由阀46被连接到废料腔44。该阀被构造为允许流体在来自于检测腔42的压力的作用下流动到废料腔44中,但是反之则不然。废料腔可以包括障碍物48,这些障碍物48提供曲折路径以最小化从废料腔44到检测腔42的流体的流动。废料腔44位于检测腔42的远侧。废料腔44可以包括排气孔,以允许随着其他的流体经由阀46进入而使空气从废料腔44中逸出。
废料腔44的远端被设置有第一储存腔50和第二储存腔52。第一和第二储存腔50、52分别经由通道54和56而被联接到通道40。在该实施例中,第一和第二储存腔50、52是填充有泡状体的箔,在该泡状体之下设置有用于当泡状体被压缩时使得泡状体爆破的针58。针58的数量不重要。然而,在该实施例中,在各个泡状体50、52之下有四个针,如图7d更加清楚地示出。
图7e示出了凹部400,泡状体可以被压缩和爆破在此凹部中。凹部400是样品载具的表面402的凹部。在该凹部中设置针58,这些针中的两个在图7e中是不可见的。在泡状体的顶点联接有导管404,经由该导管404来自于泡状体的流体可以从凹部400中流出。凹部400具有绕凹部400的外周的弯曲肩部406,在该肩部406处凹部400与表面402相遇。弯曲肩部具有从表面402到最大梯度408的一个点逐渐增大的倾斜 度,然后该倾斜度到凹部400的顶点逐渐降低。该设置的优点是随着泡状体被推挤到凹部400中,弯曲肩部406使得泡状体的下侧弯曲,使得泡状体平稳地弯曲并且完全进入到凹部中。当泡状体被挤压在针58上时,泡状体被刺破并且流体经由管道404从泡状体中流出。因为泡状体已经被平稳地弯曲并且完全进入到凹部中,由于没有尖锐的角部来困住流体,所以最小量的流体被留在泡状体中。另外,泡状体的弯曲迫使空气逸出到凹部之外,以最小化系统中的空气,该空气由于在别处已经解释的原因可能造成错误的读数。
在图6的实施例中,第一储存腔50被预加载有冲洗溶液,并且第二储存腔52被预加载有检测溶液。然而,对于除了上述之外的其他测试而言,第一和第二储存腔50、52可以被预加载有其他流体,优选地是液体或溶液。另外,根据所需要的测试,可能存在多于两个或少于两个的被连接到检测腔的储存腔。然而,优选地所有的储存腔位于检测腔的远侧。
从样品载具30的远端36延伸到检测腔42的是检测端子,在该实施例中,是用于检测检测腔中的样品的特性的电极60。电极的数量将取决于待执行的测试的需求。在描述的实施例中,存在三个电极,每个电极是如下的形式:检测腔中的感知区域和样品载具上的碳导电轨道。电极被印制在非反应表面上,从而不干涉生物反应或其他反应,也不干涉用于测试的材料,或者来自于试验的阻抗或信号。在样品载具30的远端36上设置用于将轨道电连接到如下所述的测试装置的连接器61。在其他实施例中,检测端子可以是除了电极之外的其他类型。例如,检测端子可以是光学端子、谐振端子、等离子端子、振动端子(诸如Ramen)或者超声波端子。这些端子可以被设计为用于例如荧光免疫测定、化学光免疫测定、或者酶联免疫测定、色度免疫测定。在该实施例中电极的感知区域和导电轨道都是碳墨。然而,它们可以是不同的材料。例如,一者或两者可以是根据待执行的测试和/或反应剂而选择的金、铜或铂。
样品载具30也设置有棘爪(detent)62,该棘爪62能够被用于将样品载具保持在测试装置中的适当位置。
样品载具30也可以被设置有识别码,诸如识别其所适用于的测试的类型的条形码。
样品载具30也可以被如下操作。操作的如下说明涉及所描述的实施例,在该实施例中,样品载具用于使用诸如参考图1-5所述的磁性载体成分和标记成分执行试验。然而,本领域的技术人员可将这些元件应用于其他类型的试验。
首先,条形码被设置在适当的测试装置上的扫描仪所扫描。适当的测试装置的示例如下所述。
一旦使用者已经确定样品载具被用于适当的测试,那么样品载具30首先被插入到测试装置远端的保持件中。随着样品载具30被插入到测试装置中的保持件中,测试装置不再压缩腔室50或52。
样品载具30被插入在保持件中,直到棘爪62与测试装置上的相应元件互锁以将测试装置保持在适当位置。
然后,使用者将待测试的样品施加到样品进入点38,并且然后密封该样品进入点。一旦他/她已经完成了此步骤,使用者指示测试装置或者测试装置感知到样品已经被插入。然后,测试装置将等待预定的延时以允许样品的培育。在该预定延时期间,待测试的样品将通过毛细作用而经由通道40被吸入到检测腔42中,在该检测腔42中,样品将与诸如上述的载体成分和标记成分混合和结合。通过测试装置操作诸如下述的磁性装置以导致磁性颗粒在悬浮液中遍布整个检测腔运动,可以增强混合,由此改进混合,并且因此通过增加结合事件的发生机率而提高敏感度。
在预定延时之后,测试装置将向位于三个电极中心处的检测腔42施加电磁场/磁场,从而将磁性载体成分保持在检测腔中的适当位置。然后,测试装置将压缩第一储存腔50,使得泡状体破裂,并且使得冲洗溶液被迫通过通道54以进入到通道40中,并且由此进入到检测腔42中。冲洗溶液的压强将迫使没有通过结合到磁性载体成分而被保持在适当位置中的颗粒通过阀46以进入到废料腔44中。
在足够允许冲洗检测腔42的预定时间之后,测试装置将压缩第二储存腔52,使得泡状体破裂,并且迫使检测溶液通过通道56以进入到通道40中,并且由此进入到检测腔42中。
第二储存腔52的容积比第一储存腔50的容积小,从而第二储存腔52的压缩不会导致检测溶液冲洗通过阀46以进入到废料腔48中。在一 个实施例中,第一储存腔50可以是3mm高并且可以容纳180ml,并且第二储存腔52可以是2.4mm高并且可以容纳100ml。
如上所述,检测溶液将与检测腔中的结合的标记和载体成分成分发生反应,并且允许使用电极60而通过测试装置来读取标记成分。
一旦试验完成,样品载具就可以被抛弃。
在图9-13中示出了上述的样品载具的变型。在上述的实施例中,电极60的轨道基本上是平行的并且是基本上等宽度的。然而,当在电化学试验期间进行测量时该构造可能导致错误的读数。
已经发现该构造的问题是轨道的电阻是不同的,并且这可能导致错误的读数。
根据上述的实施例,在图9-13的变型中,电极60包括样品载具上的导电轨道。然而,在图9-13的变型中,轨道被构造为使得它们每一个都在检测腔中的电极感知区域和样品载具的远端处的连接器61之间提供相等的电阻。
从图9-13中可以看出,完成的是改变轨道的路径和宽度,以给每一个轨道提供期望的电阻。例如,较长的路径长度将增加轨道的电阻,然而较大的宽度将降低轨道的电阻。因此,轨道被构造为使得轨道的按照路径长度的排序与轨道的按照宽度的排序相同。换言之,如果轨道具有比另一轨道长的路径长度,那么该轨道与所述另一轨道相比具有较大的宽度。优选地,根据预定的关系,轨道的路径长度与所述轨道的宽度相关。轨道的宽度可以指轨道的平均宽度。
在另一变型中,如图14所示,样品进入点38’包括用于从使用者接收样品的碗体300。碗体300被构造为具有与将在样品载具中提供有效测试的样品的体积相对应的容积。因为量太小将使得空气留在样品载具中,这可能对读数造成不利影响,并且量太大将导致过量的样品泄露到样品载具之外,这将导致严重的后果,所以重要的是样品载具接收正确量的样品。优选地,因为检测腔和通道40的组合容积是将填充样品载具的足够用于有效测试的样品量,所以碗体的容积与该组合容积相对应。
图14的变型也包括如下所述的闭合构件,该闭合构件能够闭合和密封碗体300,从而防止样品泄露到样品载具之外。
如图14所示,碗体300在碗体300的顶点302处流体联接至通道40。碗体300成凹部形式,该凹部凹自样品载具的表面304并且围绕碗体300的周面,在碗体300汇合表面304处的围绕碗体300的外周的是突出边缘306。突出边缘306突出到碗体300所凹陷于的表面304之外。
如图15所示,设置盖构件308。如图17所示,盖构件308被构造为覆盖样品载具的近端,尤其是样品载具的包括样品进入点38’的区域。盖构件308可以在如图17所示的箭头的方向上滑动到样品载具上。
如图18所示,盖构件308可以包括导向构件310,从而允许盖构件308沿着导向构件310滑动并且被保持在样品载具上的适当位置上。
导向构件310可以是第一和第二轨道的形式,该第一和第二轨道成位于盖构件308中的凹部的形式,样品载具可以配合在盖构件308中并且在盖构件308中滑动。然而,盖构件上的轨道在此情况下创建了下部切口,该下部切口使得简单的上下工具不能照原样创建该下部切口。因此,如图18a所示,一个选择是通过盖构件308的顶面创建切口314,以允许上述二工具形成下部切口。如图18b所示的另一选择是使用两个侧向移动,该两个侧向移动使阻碍上述工具与盖构件308碰触的特征移开。
盖构件和样品载具被设置有一个或多个锁定元件316,该锁定元件316例如是突出体和相应的棘爪的形式,从而一旦盖构件308已经与样品载具一起滑动,就将盖构件308固定在样品载具上的适当位置。
从图17中可以看出,盖构件308具有长度318,该长度318足以覆盖样品载具的从近端远至样品进入点38’以及超过样品进入点38’的部分的区域,但是其保留暴出检测腔42,以便操作测试装置。另外,如果使用者在将样品载具放置在测试装置中之前输入他们的样品,那么露出的检测腔将提供样品已经被准确地施加并且已经进入检测腔的可视指示。盖构件308包括远端壁320,当盖构件308被放置在样品载具上的适当位置时,该远端壁320正好定位在靠近检测腔42的位置处。远端壁320被构造为当样品载具被插入到测试装置中时与测试装置的一侧大致平齐,从而在插入之后,样品进入点是唯一的样品载具的露出部分。盖构件308还包括样品进入点窗口322,该窗口322被设置成当盖构件308处于样品载具上的适当位置时其被定位以使得样品进入点38露出。在样 品进入点窗口322和远端壁320之间,并且围绕窗口322的除了近端侧之外的多个侧设置防溅罩324,该防溅罩324被构造为当样品经由窗口322被引入到样品进入点时阻止样品到达样品载具的任何其他部件。
在盖构件308的多个横向侧中设置手指凹部326,以促进样品载具插入到测试装置中。在盖构件308的近端设置闭合构件328,该闭合构件328被构造为可移动以暴露或闭合窗口322。闭合构件328被构造为在导向件330中可移动,该导向件330在盖构件308中被设置为例如靠近位于盖构件308的与防溅罩324相反的一侧上的窗口322。导向件330可以是形成在样品载具和盖构件308之间的凹部,该凹部例如通过窗口332的边缘、样品载具的靠近盖构件308的表面以及侧壁331形成。闭合构件包括突出体332,该突出体332被构造为被导向件330引导。闭合构件328设置有最厚区域,该最厚区域比在其位于闭合位置中处的导向件的相应区域厚,由此辅助如下所述的密封。闭合构件328在该变型中被设置成使得它不能完全从盖构件308上移除,在该变型中通过在导向件330的近端设置肩部334,突出体332将抵靠在该肩部334上从而防止突出体332从导向件330上移除。在另一变型中,突出体可以具有如图22a所示的锥形远端以有助于将其最初被插入到导向件330中。
闭合构件328还包括锁定元件,以将闭合构件锁定在一位置中,在该位置中,锁定元件闭合窗口322。这些锁定元件可以是闭合构件328上的一个或多个箭头突出体336(在此情况下是两个)以及导向构件330上的相应的棘爪338的形式,或者反之亦然。
在该变型中,闭合构件328的近端通过薄梁312而被柔性地连接到盖构件308的近端以防止它们分开,但是允许闭合构件328滑动以闭合和暴露窗口322。以此方式,盖构件和闭合构件可以被制作为单个成型件。柔性连接件312可以将闭合构件偏置到打开位置,从而其被有效地弹性加载。另外,当闭合构件被移动到闭合位置时,该闭合构件被向内推并且被定位成密封进入点,从而在样品载具中存在样品液体的最小移位(在样品进入点和废料腔之间)。这防止将材料推到废料腔中,否则将在液体之后和闭合构件之上留下气隙(真空),因为当储存腔被爆破时气隙将影响流体的移动。
在一些实施例中,闭合构件的锁定元件被构造为使得闭合构件一旦被关闭就不能再打开。因为样品载具将包含潜在危险的样品并且优选地该样品载具能够被丢弃,所以这是一个安全特征。
闭合构件328包括闭合突出体340,该闭合突出体340被构造为使得当闭合构件闭合窗口322并且闭合构件308处于样品载具上的适当位置时,闭合突出体340覆盖样品进入点38’并且进入碗体300的入口,以利用边缘306形成密封。从图19中可以看出,闭合突出体可以与闭合构件328的相对侧上的凹口相对应。该凹口可以使用诸如TPE的薄膜二次成型,如图19中的插图区域所示,以提高如下所述的样品进入点的密封。
图19示出了盖构件308,因为盖构件308在闭合构件328的突出体332被插入并且被导向件330保持之前被成型。
闭合构件328以如下的方式被操作。
盖构件308被插入到样品载具上,直到锁定元件316协作以将盖构件308保持在样品载具上的适当位置。在此点,窗口322被打开以暴露样品进入点38’的碗体300。然后,使用者将样品插入到碗体300中直到碗体被填满或溢出。然后,使用者按压闭合构件328的近端并且使之在导向件330中滑动,直到该闭合构件328闭合窗口332并且堵住碗体300的入口。如图20所示,随着闭合构件在碗体的突出边缘306上滑动,闭合突出体340进入碗体300以提供密封。另外,闭合构件328的比导向件330的相应区域厚的最厚区域迫使闭合构件328压靠突出边缘306,由此围绕闭合突出体340在边缘306和闭合构件328之间产生气密密封。二次成型膜提供配合和密封。这防止碗体300中的任何样品在闭合构件328已经闭合窗口322之后溢出到碗体300之外。另外,因为碗体300具有用于样品载具中的期望的样品的体积量的正确容积,所以闭合构件328的闭合防止空气进入到样品载具,并且阻挡碗体中的过量样品以防止样品过度填充样品载具。该过量样品通过防溅罩324而防止污染样品载具的其他区域,并且一旦闭合构件328已经被闭合也能够被很容易且方便地从盖构件308上擦拭掉该过量样品。
当然,如上所述的导向件或导向构件的突出体和凹部可以被颠倒。 此外,边缘306可以被设置在闭合构件上以被压入到表面304中以形成气密密封。此外,在其他实施例中,闭合构件可以通过胶带、夹具或其他机构来提供。然而,这些构件缺乏如上所述的闭合构件的很多有利特征。
在如上所述的实施例中,检测腔42具有圆形形状,诸如如图23所示。此种形状可以被认为是具有圆角的矩形。然而,在多个变型中,检测腔42’可以构造为如图24-26所示。在该变型中,检测腔42’被成形为大致六边形形式,其中通道40和阀46被定位在六边形检测腔的相对的顶点上。检测腔42’关于从通道40到阀46的对称线对称,其中在对称线的任一侧上的检测腔形成等腰梯形。已经发现用于检测腔42’的六边形形状在防止空气气泡被卷入到检测腔方面是尤其有效的。
如图23所示,检测腔可以包括柱体342,以增大干燥试剂可用的表面面积,由此强化样品与例如载体成分和标记成分的混合。该柱体也可以是平滑的流体流。
如图23所示而设置的样品载具中的各个特征部的示例性容量可以如下所述。第一储存腔50的容量可以是39μl的纯微观结构,或者是包括粘合剂箔厚度的50μl。从第一储存腔50引导到通道40的通道54的容量可以是23.2μl的纯微观结构。从第二储存腔52引导到通道40的通道56的容量可以是8.4μl的纯微观结构。检测腔42的容量可以是40.8μl的纯微观结构或者包括粘合剂箔厚度的52.9μl。废料腔44的容量可以是297.7μl的纯微观结构或者包括粘合剂箔厚度的342.1μl。
在一个变型中,通道54的容量可以是如同通道56的8.4μl。
图27示出了根据本发明的实施例的测试装置80的剖面图。图28示出了还包括弹性腔105的侧视剖面图,弹性腔105被用于装配力测试并且在最终产品中是不需要的。
测试装置80包括具有位于装置的近端中的开口的保持件82,该开口可以容纳如上所述的样品载具30的样品载具。保持件82被构造为使得当样品载具被插入到保持件82中时,测试装置不会造成可能位于样品载具上的任何可压缩腔的压缩。
在保持件中,设置连接器以连接到样品载具的诸如电极60的检测端 子,诸如通过连接到连接器61,从而允许获取读数。还能够设置样品载具保持元件120以与样品载具上的棘爪互锁。
在描述的实施例中,测试装置80包括磁体装置84。然而,磁体装置被用于在样品载具中保持磁性载体元件,并且对于用于其他类型的测试的样品载具而言,该测试装置80可以省略该磁体装置。磁体装置84包括被联接到臂部88的螺线管86,该臂部88的端部位于保持件82的一个区域处,当样品载具30被保持在保持件82中时,样品载具30的检测腔42将被定位成靠近该区域。
在一个变型中,螺线管86被线性马达替代,该线性马达是可操作的以移动臂88,并且在臂88的如下的端部设置有永磁体:该端部位于保持件82的靠近样品载具30的检测腔42所在位置的区域处。改进的磁体装置84’的马达是可操作的以在横向上移动永磁体,换言之,在基本上垂直于远端-近端方向的方向上,从而在样品载具30的检测腔42上前后移动永磁体。这可以用于在如上所述的示例性的试验方法的培育阶段帮助载体成分和标记成分混合。另外,改进的磁体装置84’的马达是可操作的以将永磁体保持在靠近检测腔42的位置中,从而在分离阶段将载体成分保持在适当位置。优选地,改进的磁体装置84’是可操作的,从而在样品载具的任何可压缩储存腔被压缩之前,将永磁体定位成靠近检测腔42。
测试装置80还包括致动器。致动器包括第一可枢转构件90和第二可枢转构件92。第一和第二可枢转构件中的每一个包括腔致动部94,典型地是泡状体爆破倾斜装置或指状物,该腔致动部94被设置在可枢转构件的第一侧上,其中第一侧面对保持件82中的样品载具。腔致动部位于可枢转构件的靠近如下位置的第一侧上:当样品载具30被保持在保持件82中时,样品载具30的可压缩储存腔50、52中的一个位于该位置。第一和第二可枢转构件90、92中的两者能够围绕枢转件96枢转。在该实施例中,枢转件96位于每一个可枢转构件的近端和远端之间。第一和第二可枢转构件90、92在非压缩位置和压缩位置之间是分别可枢转的,在非压缩位置中,可枢转构件不压缩保持在保持件中的样品载具的相应腔,在压缩位置中,腔致动部94压缩样品载具30的相应腔。在一些实施例 中,在非压缩位置中,在由可压缩储存腔所占据的体积和相应的腔致动部之间留有间隙。第一和第二可枢转构件被构造为使得,除非如下所述地被可枢转致动构件致动,否则它们处于非压缩位置中。
在图34-36以及38-39的实施例中,第一和第二可枢转构件的位置已经互换。
在其他实施例中,存在多于两个或少于两个的可枢转构件。然而,在相应的样品载具上,对于每一个可压缩腔应当存在一个腔致动部。在一些实施例中,多个腔致动部可以被设置在一个可枢转构件上。
致动器包括线性马达98,该线性马达98能够例如借助于线性活塞被操作以使最接近的枢转致动构件100朝向第一和第二可枢转构件的远端前进。线性马达98可以是与操作磁体装置84’的线性马达相同的线性马达。枢转致动构件被设置以提供比第二枢转致动构件104长的第一枢转致动构件102。第一枢转致动构件102被构造为使得当其可被线性马达98推动前进时,其接触位于枢转件96的远侧的第一可枢转构件的第一侧,由此将第一可枢转构件90枢转到压缩位置中。因此,第二枢转致动构件104被构造为使得当其被线性马达98推动前进时,其接触位于枢转件96的远侧的第二可枢转构件92的第一侧,由此将第二可枢转构件枢转到压缩位置中。
第一枢转致动构件102和第二枢转致动构件104的相对长度被设置为使得,当线性马达98使它们前进时,在将第一可枢转构件枢转到压缩位置中和将第二可枢转构件枢转到压缩位置中之间存在预定的时间段。该预定的时间段可根据待执行的试验来选择,从而诸如允许冲洗溶液以适当的时间冲洗样品载具的检测腔。
为了使得第一和第二枢转致动构件102、104相对于可枢转构件90、92的运动平滑,枢转致动构件102、104可以被设置有轴承106。此外,第一和第二可枢转构件102、104可以被设置有CAM表面,随着枢转致动构件被推进,轴承106抵靠该CAM表面。
可枢转构件的CAM表面可以被构造为使得在非压缩位置中,CAM表面相对于近端方向倾斜。典型地,通过将可枢转构件中的每一个的远端设置为如图所示的楔形形状可达到上述的倾斜。这意味着,随着枢转 致动构件被朝向近端推进,可枢转构件被枢转的角度只逐渐地增加。这能够提供腔致动部在样品载具的腔上的平缓运动。
可以通过适当地构造相应的可枢转构件的CAM表面的倾斜角度而选择样品载具的腔上的压缩压力。例如,如果对于近端方向上的每3mm,CAM表面的倾斜导致该CAM表面在垂直于该近端方向的方向上也延伸1mm,这将在样品载具的腔上创建来自于相应的腔致动部的力,该力是枢转致动构件的线性力的3倍,这是有利的。
枢转致动构件具有足够的长度,从而一旦相应的可枢转构件已经被枢转到压缩位置,那么枢转致动构件的进一步前进不会释放可枢转构件以使之返回到非压缩位置。这是重要的,因为:因为压力的移除将导致腔室轻微地再膨胀,由此将流体吸回,所以样品载具的腔在静态位置中需要被抑制(hold down)。
在可选的实施例中,第一可枢转构件90可以延伸到第二可枢转构件92的远端,而不是第一枢转致动构件102比第二枢转致动构件104长。
测试装置80还可以设置有用于扫描条形码的扫描仪108。
测试装置80的元件都可以被设置在印刷电路板110上,该印刷电路板110可以被电池112供电。
另外,如图29中的示例所示,测试装置80可以设置有屏幕114和输入部件116。测试装置80还可以设置有处理器,该处理器被编程以执行试验。示意的系统图如图51所示。处理器可以控制线性马达的供电和移动。线性马达和/或处理器可以包括反馈机制,从而如果致动命令还没有全部被执行,那么线性马达和/或处理器可以检测并且可以调整线性马达的供电或速度或其他参数,从而完成致动命令。
测试装置可以是可操作的以检测样品载具中的样品的存在,例如通过操作检测端子60,并且该测试装置可以是可操作的以例如在测试中检测来自于电化学性能和接收自检测端子的信号的错误。该测试装置可以是可操作的以确定测试是否在预定的标准中执行,并且如果没有在预定的标准中执行那么提供一错误信息。
测试装置可以被包围在壳体118中。
测试装置80可以被如下操作。
扫描仪108可以被用于扫描样品载具上的条形码。测试装置将在屏幕上显示源自于被扫描的条形码的信息以允许使用者确定他/她是否具有用于他/她希望执行的测试的正确的样品载具。
诸如如上所述的样品载具30可以被插入到保持件82中,直到样品载具保持元件120与样品载具上的棘爪62互锁。一旦使用者已经将样品插入到样品进入点38中并且密封该样品进入点38,那么使用者可以使用输入部件116向测试装置发出指示:样品已经进入或者测试装置可以检测样品的存在。测试装置80的处理器等待预定的延时,从而允许样品在样品载具30的检测腔42中培育。在该时间期间,测试装置80可以操作磁体装置84,从而以编程的时序向检测腔提供切换(switching)的磁场或电磁场,以通过使磁性颗粒运动来帮助混合。
在磁体装置84’包括可移动永磁体的变型中,磁体可以如图52所示地在检测腔上横向地移动以帮助混合,其中在图52中,箭头表示磁体在检测腔上的移动。随着样品载具进入到测试装置中,对于待移动的磁体的缺省位置是该磁体的移动架的远离检测腔的最远点。这允许干燥材料(磁性载体成分和标记成分)发生再悬浮,否则磁性载体成分将被向下保持在样品载具的表面上。这还允许它们从样品载具的上表面落下并且在该过程中与样品混合。然后,磁体在检测腔上快速移动以移动磁性颗粒,并且导致检测腔中的湍流。该湍流导致/增强再悬浮并且导致样品与试剂的混合以改善反应。然后,混合被停止并且培育继续(用于所述混合处理中的每一个的时间被从测试装置中控制,并且在整个培育期间内可以存在脉冲的或者是多个混合步骤)。
如果磁场/电磁场已经被用于帮助混合,那么磁场被关闭,例如通过使永磁体运动离开检测腔达预定的延时,以允许在检测腔中形成复合物。
在预定的延时之后,测试装置80的处理器操作磁体装置84以向检测腔42施加电磁场/磁场。然后,测试装置80的处理器被构造为操作线性马达98,从而以预定的恒定速度使第一和第二枢转致动构件102、104前进。随着第一枢转致动构件102的轴承106碰触到第一可枢转构件90的CAM表面,第一枢转致动构件102迫使第一可枢转构件90枢转,从而第一可枢转构件90的腔致动部94压缩样品载具30的第一储存腔50。
由于第一和第二枢转致动构件102、104的不同长度,随着线性马达98以恒定的速度使第一和第二枢转致动构件102、104前进,第二枢转致动构件104的轴承106在预定的时间之后碰触第二可枢转构件92的CAM表面,并且使得该CAM表面围绕枢转件96枢转,从而第二可枢转构件92的腔致动部94压缩样品载具30的第二储存腔52。然而,第一可枢转构件被保持在压缩位置中,以防止流体被吸回到第一储存腔中并且防止空气能够进入到样品载具中。
在一些实施例中,测试装置的处理器可以被构造为在枢转第一可枢转构件和枢转第二可枢转构件之间暂停线性马达,从而增加预定的时间。此外,该暂停可以被用来在枢转第一和第二可枢转构件之间提供预定的时间,而不是提供具有不同的长度的第一和第二枢转致动构件。
然后,测试装置80被构造为使用连接器来操作电极60,以读取来自于样品载具30的检测腔42的一个或多个读数。
然后,测试装置80被构造为执行对来自于电极60的读数的适当分析并且例如借助于测量或分析而在屏幕114上提供结果。
根据第一和第二枢转致动构件的限定的运动,在处理器上运行的用于操作枢转致动构件的程序的示例如下:
1.全速向前移动5-6mm。
2.暂停两秒。
3.以1/4的速度向前移动到10-12mm。
4.暂停3-4秒。
5.全速向前移动到15-16mm。
6.暂停2秒。
7.以1/4的速度向前移动到20mm。
8.暂停3-4秒。
9.停止。
10.开始读取时序。
上述的测试装置的具体优点是其能够以预定的控制方式压缩可压缩腔,从而在测试期间在被精确控制的时间点提供大小被精确控制的力。这是有利的,从而防止溶液或其他流体在过高的压力的作用下被挤压在 样品载具周围,该过高压力可能损坏样品载具或者迫使重要的溶液被不期望地推入废料腔中。该测试装置也能够防止样品载具的压力过低,过低的压力可能存在导致系统中产生气泡的风险。
样品载具中的气泡可能影响测试。气泡可以被定位成靠近检测腔,这样可能导致错误的测试读数。此外,气泡可能占据理想情况下填充有样品的样品载具中的空间。这可能降低样品载具中的样品量以潜在地降低测试的有效性。如上所述,检测腔的有利构造可能降低气泡被困住的可能性。另外,通过防止可压缩储存腔在一旦被压缩之后再膨胀,测试装置能够防止流体远离检测腔地被吸回,这又可能将空气抽吸到检测腔中。它还能够防止可压缩腔利用空气而变得膨胀,该空气然后可能溶解或被抽吸到检测腔中。
虽然本文描述的可枢转构件能够组合,从而利用精确和有效的压缩工序维持可压缩储存腔的压缩,但是可压缩储存腔的压缩可以以其他方式被维持。例如,致动器可能包括一个或多个用于压缩在样品载具的可压缩储存腔上的压缩件,从而实施它们的压缩。该压缩件或这些压缩件可以例如通过线性马达而被操作,该线性马达继而通过处理器而被控制。该处理器可以被编程,从而在各个可压缩储存腔的压缩之后维持该压缩件或这些压缩件上的压强以防止再膨胀。
虽然如上所述的实施例讨论了可压缩储存腔和用于压缩它们的机构,但是应当理解在一个变型中,储存腔可以被压缩并且测试装置机构可能对它们进行解压缩,例如通过爆破它们,也是该储存腔将在它们自身的压强的作用下排泄。然而,测试装置优选地包括用于防止储存腔再膨胀的机构,例如通过将储存腔维持在它们的压缩或解压缩状态中。
在图44中示出了能够与根据本发明的实施例的测试装置一起使用的样品载具的另一示例。如图44所示的样品载具与如图6所示的样品载具30相对应,除了第一和第二储存腔的中心是与样品进入点平齐的,而不是位于检测腔的远端。因此,该示例是非优选的,因为当样品载具被保持在测试装置的保持件中时很难将样品施加到样品载具。
在图47至50中,示出了测试装置的另一实施例。如图47-50所示的测试装置与如图27所示的测试装置相对应,除了如下所述的方面。
在图47-50的示例中,致动器包括第一和第二可枢转构件190、192。在可枢转构件190、192中的每一个的远端设置如上所述的腔致动部。腔致动部被设置在可枢转构件的第一侧,其中第一侧面对保持件中的样品载具。在可枢转构件190、192中的每一个的与第一侧相反的第二侧上设置突出体200。该突出体和腔致动部都位于枢转件的近端。突出体200在具有面向远端倾斜的表面的情况下被设置在第二侧上。第一可枢转构件190的突出体200延伸到第二可枢转构件192的突出体的远端。然而,多个突出体的近端是大致平齐的。
致动器包括第一和第二通道210、220,该第一和第二通道210、220用于沿第一和第二可枢转构件的第二侧朝向突出体200引导枢转致动构件230。
在使用中,线性马达98沿第一和第二可枢转构件190、192的第二侧朝向近端地推进枢转致动构件230。在一个实施例中,线性马达输出27N力。因为第一可枢转构件190延伸到第二可枢转构件的远端,所以枢转致动构件将在碰触到第二可枢转构件的突出体之前碰触到第一可枢转构件190的突出体200。
随着枢转致动构件碰触到第一可枢转构件190的突出体的倾斜远端表面,突出体200的倾斜表面将枢转致动构件的朝向近端运动转换为推挤第一可枢转构件190的力,并且因此朝向保持在保持件中的样品载具的第一腔推挤第一可枢转构件190的腔致动部,因此压缩该腔。
随着线性马达98继续使枢转致动构件前进,由于第一可枢转构件190的突出体的近端程度,所以枢转致动构件将第一可枢转构件190保持在压缩位置。在由第一可枢转构件的突出体的远端表面在第二可枢转构件192的突出体的远端表面的远端延伸的量所规定的预定时间之后,,枢转致动构件将碰触到第二可枢转构件的突出体200的倾斜的远端表面。这将起作用,从而导致第二可枢转构件的腔致动部以与参考第一可枢转构件而描述的方式类似的方式压缩保持件中的样品载具上的第二储存腔。
在一个变型中,测试装置和/或样品载具可以被设置有压电机构,该压电机构可操作以震动或振动检测腔,并且可选地在培育阶段加热检测 腔以有助于样品、载体成分和标记成分的混合。
应当理解,如本文所述的本发明的特定实施例可以被包含为位于硬件和/或计算机可用介质上的代码(例如,软件算法或程序),该计算机可用介质具有用于在具有计算机处理器的计算机系统上执行的控制逻辑。此种计算机系统典型地包括储存器,该储存器被构造为提供来自于代码执行的输出,该代码根据执行来构造处理器。该代码可以被设置为硬件或软件,并且可以被组织为一套模块,诸如离散代码模块、功能调用、程序调用或者面向对象编程环境中的对象。如果使用模块进行执行,那么代码可以包括单一模块或者彼此协同操作的多个模块。
本发明的可选实施例可以被理解为:在两个或以上的部件、元件和特征部的任何组合或所有组合中,独立地或者集合地包括本文说明的部件、元件和特征部,其中,具体的方案在本文中被提及了,该方案在本发明所涉及的领域中具有已知的等价方案,因此此种已知的等价方案试图被包含在本文中,就像被单独地提及一样。
虽然已经描述了本发明的示例性实施例,但是应当理解在不脱离本发明的基础上,本领域的普通技术人员可以作出多种改变、替代和可选方案,本发明被如下的权利要求和该权利要求的等价方案中的描述所限定。
说明的实施例和从属权利要求的所有可选和优选的特征和修改可以被用在本文教示的所有方面中。此外,从属权利要求的各个特征以及说明的实施例的所有可选和优选的特征和修改是可组合的并且可彼此互换。
本发明要求在所附的摘要中提及的英国专利申请No.1217390.2的优先权,并且该申请的公开内容通过引用纳入此文。

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一种用于对被保持在样品载具(30)上的样品中的物质的存在进行测试的测试装置(80),所述测试装置包括用于保持包括一个或多个腔(50、52)的样品载具(30)的保持件(82)。所述测试装置(80)还包括用于压缩或解压缩所述腔(50、52)的致动器。所述致动器被构造为防止所述腔(50、52)在压缩或解压缩之后再膨胀。。

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