用于制备含有用于分析的细胞的样品流体的盒优先权
本申请以2013年5月31日提交的美国临时申请第61/829,747号为基
础，并要求该临时申请的优先权，通过引用该临时申请以其整体并入本文。
技术领域
本公开涉及进行流体自动分析的领域。更具体地，本公开涉及一种用
于制备待分析的含有细胞的样品流体的盒。
背景技术
即时检验(POCT)界定为在病人护理点或在病人护理点附近，例如
在医生的办公室进行的医疗检验。即时检验系统能够快速实施检验，例如
血液检验，省去了将样品送到实验室的需要。快速获得检验结果允许做出
即时的临床管理决策。
期望的是，这种POCT系统使用简单，并且需要极少的维护。为此，
一些系统使用完全独立的一次性盒或条。在全自动系统中，不需要初步样
品的制备，并且该盒消除了污染的风险。
公开内容
在一些实施方案中，提供了配置成在血液分析仪中使用的盒。该盒可
以包括大体上刚性框架；在刚性框架内的流动路径；在大体上刚性框架中
的至少一个开口，其配置成对准和稳定毛细管；和在流动路径内的密封件。
该密封件可以配置成暂时阻塞穿过流动路径的至少一部分的流动。该密封
件还可以配置成响应于经由插入到至少一个开口内的毛细管所施加的力
而打开。
经由毛细管所施加的力可以包括在毛细管上施加的轴向力。该盒还可
以包括至少一个毛细管，该至少一个毛细管配置成通过在病人中的孔口从
病人获得血液样品，并且通过该孔口将血液样品分配在刚性框架内的流动
路径中。密封件可以包括配置成允许传递空气但阻塞容纳在毛细管中的流
体的塞子(例如疏水塞子)。该盒可以配置成在血液分析仪中的血液分析
期间将毛细管保持在至少一个开口中。当毛细管在至少一个开口中时，在
毛细管中的血液样品被密封免于接触外部环境。该至少一个开口可以包括
在大体上刚性框架中的两个开口。该盒还可以包括柔性储器，并且流动路
径在至少一个开口和柔性储器之间延伸。该盒还可以配置成与血液分析仪
配合，使得在其中具有血液样品的毛细管放入至少一个开口内之后，血液
分析仪可以配置成当盒放置到血液分析仪中时，将血液样品从毛细管自动
注入流动路径中。
在一些实施方案中，提供了配置成在血液分析仪中使用的盒。该盒可
以包括第一血液样品入口；容纳至少一种高分子量聚合物、缓冲剂和球状
试剂的第一储器；连接第一血液样品入口和第一储器的第一通道；第二储
器；将第一储器连接至第二储器的第二通道；流动连接到第二储器的微通
道；第二血液样品入口；容纳第一染剂的第三储器；将第二血液样品入口
连接至第三储器的第三通道；第四储器；将第三储器连接至第四储器的第
四通道；容纳第二染剂的第五储器；将第四储器连接至第五储器的第五通
道，其中第五储器流动连接到微通道；与微通道相关联的可视区域，该可
视区域配置成当盒被血液分析仪接纳时，位于成像器的光路中；和流动连
接到第二储器的血红蛋白检查区，其中血红蛋白检查区配置成当盒被血液
分析仪接纳时，位于光源的光路中。
第一染剂可以是酸性染剂，并且第二染剂可以是碱性染剂。第一储器、
第二储器、第三储器、第四储器和第五储器中的至少一个可以包含含有至
少一种高分子量聚合物的试剂。第一血液样品入口和第二血液样品入口可
以配置成与相应的第一毛细管和第二毛细管配合。该盒还可以包括位于第
一通道中的第一密封件，和位于第三通道中的第二密封件。
根据本公开的实施方案的其它方面，盒可以配置成在血液分析仪中使
用，该盒可以包括大体上刚性部分；固定于刚性部分的柔性片，其中该柔
性片包括帽，该帽设置在形成在刚性部分中以形成第一储器的凹部上方；
在刚性部分中形成的样品流体入口；和至少一个流动路径，其在刚性部分
中形成，并且配置成在样品流体入口和第一储器之间建立流体连通。
该盒还可以包括设置在至少一个流动路径中的密封件，其中密封件配
置成暂时阻塞穿过至少一个流动路径的至少一部分的流动，并且其中密封
件配置成响应于经由插入到样品流体入口的毛细管所施加的力而打开。密
封件可以包括由具有第一厚度的第一悬接部分和具有第二厚度的第二悬
接部分悬接的翼片部分，其中第二厚度大于第一厚度，并且其中第一悬接
部分配置成使得经由毛细管施加的力使第一悬接部分撕裂，从而使翼片部
分主要由第二悬接部分悬接。密封件可以包括配置成以相对于至少一个流
动路径的纵向轴线的大体上90度的角度或除90度以外的角度存在于至少
一个流动路径内的翼片部分。该盒还可以包括与凹部相关的至少一个填充
孔，该至少一个填充孔配置成将流体提供到第一储器中。该盒的柔性片可
以包括第二帽，该第二帽设置在形成在刚性部分中以形成第二储器的第二
凹部的上方，该盒还包括：将第一储器连接到第二储器的流动通道；与第
二储器相关联的流体出口通道；和设置在流体出口通道内并且配置成控制
穿过流体出口通道的流体流动的密封件。密封件可以包括在刚性部分和柔
性片之间的可剥离的结合。此外，该盒还可以包括由在刚性部分中的第三
凹部和柔性片中的第三帽形成的缓冲室，其中缓冲室沿着盒的流动路径定
位，使得待分析的制备的流体在分析所制备的流体之前，在缓冲室中聚集。
附图说明
为了理解本公开以及看看它在实践中可以是如何被实施的，现将参考
附图仅通过非限制性实例的方式描述实施方案，在附图中：
图1示意性地图示了使用根据本公开的一些实施方案的盒进行样品流
体分析的系统；
图2示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的插入到盒保持单元
的时已经含有体液的盒；
图3示出了根据本公开的一些实施方案的盒的各方面；
图4A和图4B描述了根据本公开的一些实施方案的密封件；
图5A和图5B描述了根据本公开的一些实施方案的密封件；
图6A和图6B描述了根据本公开的一些实施方案的密封件；
图7示出了根据本公开的一些实施方案的包括含有两个室的储器的
盒；
图8示出了根据本公开的一些实施方案的包括由两个储器构成的制备
单元的盒；
图9A和图9B示出了根据本公开的一些实施方案的包括多于一个制备
单元的盒的两个构造；
图10示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的分析室；
图11示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的分析室；
图12示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的包括两个分析单
元的分析室；
图13A和图13B示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的包括制
备室和分析室的盒；
图14A、图14B和图14C示意性地描述了根据本公开的一些实施方案
的采样器。
图15示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的盒的一部分。
图16A和图16B示意性地示出了根据本公开的示例性实施方案的密封
件。
图17示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的盒。
图18示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的盒。
图19A和图19B示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的盒。
示例性实施方案的详述
在以下描述中，一个以上的图中的共同部件将用相同的参考编号进行
参考。
另外，除非特别指出，在本说明书中所描述或参考的实施方案可以添
加到和/或替代本文所描述或参考的任何其它实施方案。
所公开的实施方案可包括用于制备待分析的含有细胞的样品流体的
盒。样品流体可以是体液，例如：血液、脑脊髓液(CSF)、心包液、胸膜
液或可能包含细胞的任何其它流体。细胞可以是原核细胞包括例如：细菌；
真核细胞例如红细胞；白细胞(白血球)；上皮细胞；循环肿瘤细胞；细
胞片段，例如血小板；或其它中的任何类型。
在本公开中，参考了用于制备血液样品(其用于光学分析从而导致获
得全血细胞计数(CBC))的盒。然而，应当注意的是本公开不限于CBC。
根据本公开的一次性盒可用于需要细胞分析的多种应用中，例如HIV监控
(例如使用CD4/CD8比)、F-血红蛋白、疟疾抗原或其它血液寄生虫、阵
发性睡眠性血红蛋白尿(PNH)的检测、使用肠肌内膜自身抗体(EmA)
的腹腔疾病、阿尔茨海默氏病的诊断，或与基于细胞的诊断可能相关的任
何其它应用中。
图1示意性地图示了使用根据本公开的一些实施方案的盒102进行样
品流体分析的系统101。例如，该系统101可用作即时检验(POCT)系统，
其使得在医生的办公室中能够迅速获得化验结果。该系统101包括盒保持
单元103、泵104和包括数据处理单元106的分析模块105。分析模块105
可配置成执行分析，例如光学分析和/或电阻抗分析等。因此，该模块可以
包括合适的传感元件107，传感元件107配置成检测和测量用于分析的参
数。例如，光学传感器(例如CCD、CMOS或光电倍增管)可在配置成光
学分析的分析模块中使用。该模块还可以包括激发构件108，如用于发射
适合于进行样品流体分析的所需的类型的预定波长的光的光源。激发构件
108可能地联接到传感器107，例如以便使其操作同步。也联接到传感器
107的是数据处理单元106，其用于处理和存储分析模块所获得的数据。
泵104可用于产生压力梯度，例如驱动盒内的样品流体的流动的真空。
在本公开的一些实施方案中，该系统可以配置成执行全血细胞计数。
在这些实施方案中，传感器107可以包括相机，其拍摄在盒内流动的细胞
的图像(如在下面更详细说明的)。然后通过使用合适的软件和/或硬件的
数据处理单元来处理获得的图像，以确定存在于所分析血液样品中的对应
于每个血细胞种类(例如中性粒细胞、淋巴细胞、红细胞等)的细胞数。
图2示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的盒204。可以用于
把样品流体引入到盒中的采样器202可以例如从一侧插入到盒204中。该
样品流体可以由制备室201接收，在制备室201中可以进行与样品流体有
关的一个或多个过程以制备用于分析的样品流体。分析室203可以联接到
制备室201。分析室可以从制备室201中接收所制备的样品流体，并且可
以实现样品流体的一个或多个方面的分析。在一些实施方案中，制备室201
和分析室203可以单独形成并通过一个或多个流动路径联接在一起。在一
些实施方案中，盒制备室201和分析室203可以在一起制造，并在制造期
间或紧接在制造后联接，或者它们可以单独地制造，并且在该盒销售至其
终端用户前或甚至仅在使用它们之前，可能地甚至由执行测试的人或自动
地在系统101内部联接。
虽然图2中的制备室201和分析室203似乎是联接在一起的两个单独
的隔室，但这是非限制性的，并且在其它实施方案中，制备室201和分析
室203可以包括盒204的一体的部分。例如，在一些实施方案中，制备室
201和分析室203可以相对于共同的基片整体地形成。
虽然在图2所示的实施方案中，采样器202和分析室203似乎是在盒
的两侧，但这也是非限制性的。根据其它实施方案，采样器和分析室可以
根据特定应用的要求以任何合适的方式关于盒204定位。例如，在盒204
内，分析室203可以在制备室201一侧上、在采样器202所定位的一侧上，
定位在制备室201上面或下面，或甚至定位在间隙内，或窗口内。
参考图14在下面描述采样器202的一些实施方案，在一些实施方案
中，采样器202可形成为盒204的一体的部分。然而，在其它实施方案中，
采样器202可以形成为从盒204中分离的部件。然而，在任一种情况下，
采样器202可以包括用于保持样品流体的载体。该载体可以包括例如毛细
管。根据某些实施方案，系统101可以自动地将采样器202联接到盒204，
以便把样品流体引入其中。
在某些实施方案中，采样器可以被认为是盒的部分，例如通过使用任
何合适的装置如联接条，将采样器联接到盒中。在这种情况下，载体(例
如毛细管)可以被制成从采样器202是可拆卸的，以减少破坏载体的风险。
图3提供了根据本公开的某些实施方案的盒204的示意图。在盒204
中，第一开口301可位于其一侧，并可以配置成接收携带样品流体的载体，
第一通道302联接到第一开口301和储器303。储器303配置成接收样品
流体和执行分配给它的过程，从而形成输出流体。然后，储器配置成将输
出流体释放到第二通道304中，并经由第二开口305从其离开该盒。配置
成防止经由第一开口从储器流动的在前的密封件306联接到第一通道302，
配置成防止经由第二开口从储器流动的在后的密封件307联接到第二通道
304。
术语“输出流体”可以包括从影响样品流体的过程中产生的流体。在
影响的程序之前，进入储器中的流体可以称为“输入流体”。在一些情况
下，例如输入流体可以对应于引入到储器303中的样品流体。
在图3中示出了当其彼此相对定位时的第一开口301和第二开口305。
然而，这两个开口也可以以其它构造定位。例如，这两个开口可相对于彼
此垂直地定位或例如可以位于盒204的同一侧上。
在储器，如储器303内进行的影响样品流体的过程可以包括可以提供
样品流体的或包含在样品流体中的细胞的物理或化学状态的改变(或至少
一种属性或特性的变化)的任何过程。可能影响过程的例子可以包括加热、
混合、稀释、染色、透化、裂解等。下面将参考附图描述这些过程中的一
些。
在本公开的某些实施方案中，储器303可以用物质预先装载。预装载
的物质可以是液体物质、固体物质或它们的组合。该物质可以由单一试剂
组成，或由几个不同的试剂组成。由几种试剂组成的液体物质的例子是PBS
(磷酸盐缓冲盐水)，而固体物质的例子是冻干的抗体、可溶解在例如水
或乙醇中的不同种类的粉末状染剂、包衣珠等。物质可以自由躺在储器的
底部，或者可以附着到储器的内表面。可选地，物质可以附着到填充储器
的空间的结构或部件，如海绵或微纤维。这样的结构或部件可以扩大接触
样品流体的表面积的量。
此外，一些可能的过程例如加热不需要在储器中具有预装载的物质。
因此，在某些实施方案中，储器没有用物质预先装载，同时可能的是，储
器反而保持(或除了预装载的物质)机制，诸如加热机制或其部分。此外，
明白了预装载物质可以在制造盒期间或在引入到样品流体中之前的任何
时间进行，可以理解的是，根据可选的实施方案，物质可以与引入的样品
流体一起引入到储器中，或在引入样品流体之后引入到储器中。在其它情
况下，其中该物质由成分的组合组成，或其中该物质是多个成分之间的化
学反应的结果，可能的是，至少一种成分是预装载的，而至少另一种成分
和引入的样品流体一起引入，或在引入样品流体之后引入。
在储器303装载有物质的情况下，不管用引入样品流体预装载或装载
/在引入样品流体之后预装载或装载，影响该样品流体的过程可以包括将样
品流体与物质混合。在一些情况下，样品流体和物质可以彻底混合，虽然
非均质性可能影响随后的分析。根据本公开的某些实施方案，为了能够混
合，储器表面的至少部分(一部分)可能包括由弹性聚合物例如聚氨酯或
硅酮制成或由不同的弹性材料制成的可按压部分。由于储器的受挤压的和
/或释放可按压部分影响的形变(如收缩)，包含在储器内的流体可以在储
器内形成射流，该射流是可以提高混合的流动的一种形式。因此，根据本
公开的实施方案，通过交替挤压和释放储器的可按压部分实现混合是可能
的。当可按压部分被挤压时，流体可以从受压区域流走，而当它被释放时，
流体可以流回来，使得流体来回流动。
在本公开的某些实施方案中，可按压部分可以构成储器表面的一部
分，例如储器的上表面或它的表面的一定比例。在本公开的其它实施方案
中，整个储器是可按压的。
除了混合或除混合以外，影响储器中的样品流体的过程可以包括可能
在物质和样品流体之间发生的反应。该反应可以包括化学反应例如氧化/
还原，或生物化学反应如抗体与配体的结合。该过程可能导致样品流体的
和包含在样品流体中的细胞的物理和/或化学状态的改变。例如，它可能影
响样品流体的粘弹性方面或pH方面的改变。包含在样品流体中的细胞的
浓度可能由于稀释而降低。细胞膜可能变得可渗透使包含在物质内的着色
剂或抗体结合到细胞成分如细胞质颗粒。可能发生不同细胞成分的氧化或
还原，如包含在红细胞中的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，等等。
在完成该过程之后(或至少部分地完成)，所得到的输出流体可以从
储器中释放。这种释放可能受正压或“推动”流体离开储器的影响。例如，
流体可通过挤压从储器排出。另外地或可选地，该流体可能会受到负压的
影响，例如如果由“拉”其出来的物理力如重力或由于施加外力如真空，
将流体从储器中驱出。在本公开的某些实施方案中，由联接至分析室的真
空泵104所产生的抽吸力可以促使输出流体经由第二开口从储器流动进入
分析室，如图1所示。
储器303可封闭在两个密封件之间，其中在前的密封件306防止流体
经由第一开口301流出储器，并且在后的密封件307防止流体经由第二开
口流出储器。在将样品流体引入到储器303中之前，两个密封件306和307
可以防止物质从储器中释放。这些密封件还可以在影响过程期间阻止物质
和/或样品流体的释放。并且，该密封件可以防止输出流体的非有意的释放。
关于密封件307，密封件307的断裂或破裂可允许输出流体朝着第二
开口流出储器。在一些实施方案中，密封件断裂之后，它可以保持开启。
在一些实施方案中，第二密封件307可形成可断裂的或“易碎密封件”。
可能的是，由例如配置成通过施加超过某一阈值的压力而断裂的胶黏剂形
成密封件。在储器的可按压部分上施加压力可能会在密封件的位置产生超
过密封件的断裂阈值的压力，这导致了密封件断裂。然后，输出流体可以
通过第二开口305释放到第二通道304中，并进入分析室。换言之，输出
流体可以经由第二通道304和第二开口305输送到分析室中。
通过间歇地挤压储器的可按压部分混合样品流体和物质，这可能不会
在密封件的位置处产生超阈值的压力。因此，在混合期间，密封件307可
以保持完整。在一些实施方案中，可以在密封件307前面的流动路径中形
成结构或障碍物以保护该密封件免受在混合期间可能引起的任何超阈值
的压力的影响。例如，压力可以施加在储器和密封件之间的通道上，从而
得到防止储器中升高的压力到达密封件的物理障碍物。在其它实施方案
中，超阈值压力可以被允许到达密封件并破坏它，然而，位于通道上的物
理障碍物可防止流体流动，直到移除该障碍物。
返回参考在前的密封件306，这个密封件可具有两个不同的角色。第
一个角色，密封件306在引入样品流体之前可以防止物质从储器中释放。
然而，当引入样品流体时，为了允许这样的引入，前密封件必须被打破。
在一些实施方案中，为了允许使用提供到储器的可按压部分的压力进行混
合，储器应当从两侧密封。因此，在前的密封件306在引入样品流体之后
也可以是可再密封的。密封件306的再密封可以允许混合，同时避免输出
流体从储器例如经由通道302非有意的释放。
如上所指出的，样品流体可使用载体经由第一开口引入。在其中引入
样品流体之后载体留在盒中的实施方案中，再密封可以防止流体经由任何
在载体和第一通道的内表面之间存在的间隙中通过。
图4A和图4B描述了根据本公开的一些实施方案的在前的密封件
306。图4A和图4B所示的实施方案适合于在输送或引入样品流体后保持
在第一通道内的载体。
根据图示的实施方案，所描述的在前的密封件306可以由两个独立的
密封件，即第一密封件401和第二密封件402组成。图4A描述了在使用
载体403引入样品流体之前的在前的密封件，而图4B描述了当载体插入
时穿过在前的密封件306的密封件。
第一密封件401配置成在引入样品流体之前防止经由第一开口从储器
流出(上面所提到的第一个作用)。因此，与在后的密封件类似，第一密
封件401可以是由粘合剂或塞子形成的易碎密封件。在载体403经由第一
开口插入到储器中时，载体403破坏密封件401，如图4B所示。
第二密封件402可以操作以在载体插入后再密封储器。第二密封件配
置成防止穿过在载体，更准确地在载体的外表面和通道的内表面之间的界
面的泄漏。根据某些实施方案，密封件402可以由安装在通道内部的柔性
环(例如O形环)组成。该环的内径比载体的直径小。因此，尽管密封件
402允许载体通过，但是其可以围绕载体紧紧封闭以防止泄漏。根据可选
的实施方案，第一密封件401和第二密封件402是可以调换的，即密封件
402在第一密封件401之前出现。
载体403可以是中空的。因此，在将其插入之后，可能会发生从储器
出来的流动或泄漏，进入或通过载体的中空的内部空间。根据例如参考下
面图14所图示的和描述的某些实施方案，该泄漏可以由位于载体内部的
疏水膜阻止。
图5A和图5B描述了根据本公开的一些实施方案的另一在前的密封
件。如图5A和图5B中所示的密封件包括单一构件，其功能类似于组合的
密封件401和密封件402的功能。例如，在图5A中，具有定心肩的止动
件501在第一通道302内被模制。止动件501防止引入样品流体之前经由
第一开口301从储器流出。当插入载体403时，如图5B所图示的，止动
件501的中心被破坏，而止动件的肩阻塞了载体的外表面和通道的内表面
之间的界面，从而防止泄漏进一步进入到样品流体导入中。根据某些实施
方案，止动件501可以由柔软的粘合弹性体形成。然而，其它材料也可以
用于形成止动件501。
图6A和图6B描述了根据本公开的一些实施方案的另一可选的密封
件。密封件601包括结合了图4A和图4B中所示的第一密封件和第二密封
件(401和402)的功能的单个密封件。不同于配置成通过载体破坏的止
动件501(图5中的)，密封件601包括有组合的塞子602的喷射孔，塞子
602配置成安装到孔中，并且在将载体403插入到孔中时由载体推动。密
封件601的孔和塞子602可以包括不同的单元或可整体地形成或以其它方
式联接以形成单一的单元。如图6A所示，该塞子经由栓绳联接到孔。然
而，在其它实施方案中，塞子602可以联接例如到储器或到通道中，或者
其可以不具有联接机构。
根据图6A，在引入样品流体之前，塞子闭合，并且可以阻止经由第一
开口从储器流出。图6B图示了当使用载体如毛细管时，把样品流体引入
到储器中。在插入载体时，塞子向内推动从而打开通道，然而密封件601
的孔密封了在载体的外表面和通道的内表面之间的界面，从而防止泄漏。
还有其它构造或密封件结构可以能够将样品流体输送到储器中，同
时，在例如载体从第一通道抽出之后，避免非有意的流动或泄漏。例如，
载体如附接到注射器的针可以用于将样品流体输送到第一储器中。在这种
情况下，一旦载体的针抽出，在前的密封件可重新密封。这种密封件可以
称为自身隔膜。
某些实施方案可以包括制备用于分析的样品流体的过程。例如，样品
流体的载体403可以经由第一开口301插入第一通道302中。载体破坏了
联接到第一通道的在前的密封件306，并且将样品流体输送到储器303中。
在储器内，可以与进行样品流体有关的过程，如将所输送的样品流体和预
装载的物质混合到储器中，从而获得输出流体。可以通过在储器的可按压
部分上施加间歇的压力进行混合。当完成该过程时，可以通过在在后的密
封件的位置处以产生超阈值的压力的方式按压储器来破坏在后的密封件
307。超阈值的压力可以导致密封件307的打开和所获得的输出流体从储
器中释放。然后，释放的输出流体可以经由第二通道304和第二开口305
流入分析室203，在分析室203中输出液体可以受到分析。
图7示出了根据本公开的一些实施方案的包括含有两个室的储器的
盒。两个室701(任一个或这两个都可以预装载有物质)通过流动路径702
互相连接。第一室经由第一通道302连接第一开口301，而第二室经由第
二通道304连接第二开口305。两个室中的任一个或两个可以包括可按压
部分。
在两个室都包括可按压部分的情况下，通过交替地施加到两个可按压
部分(例如一个室然后是另一个)的压力能够实现混合。室701之间的流
动路径702可导致喷流发生，喷流可以增强混合。例如通过同时挤压两个
室和/或通过施加比用于混合施加的压力更强大的压力，可以引起在后的密
封件307的破坏。
在仅有一个可按压部分的情况下，在室中的一个上，通过间歇地挤压
该部分有可能实现混合。通过在可按压部分上施加超阈值的压力可导致在
后的密封件307的破坏。
也可使用其它实施方案。例如，代替图7中所示的两个室，一些实施
方案可以包括单个储器(例如类似于图3所示的储器)，该单个储器可以
在内部包括分隔构件。在分隔构件中的开口或甚至阀的功能可以类似于图
7中所示的流动路径702。
虽然一些实施方案可以包括单个储器，但是其它实施方案可以包括多
个储器。例如，在一些实施方案中，盒可以包括多个储器，其中这些储器
串联连接或以任何其它合适的构造连接。在一些情况下，通过易碎的密封
件隔开并连接在一起(例如串联)的一个或多个储器可构成“制备单元”。
关于图3的实施方案，包含单个储器的盒可提供一个制备单元。同样，图
7的盒包括含有单个储器的一个制备单元。
图8示出了根据本公开的一些实施方案的包括由两个储器构成的制备
单元的盒。联接到第一开口301的第一储器801可以包括可按压的储器，
而联接到第二开口305的第二储器802可以包括可按压的储器或者不可按
压的储器。这两个储器可以通过连接通道803连接，连接通道803又可以
由密封件804密封。两个储器可位于密封件306和密封件307之间，第一
储器801前面是密封件306，第二储器802后面是密封件307。
尽管每个储器可以与各自的输入流体和各自的输出流体关联，但是第
一储器801的输入流体(经由第一开口引入至第一储器801)可以包括样
品流体。在第一储器内可以执行影响流体的过程。该过程可称为“第一过
程”。在该过程包括混合的情况下，该混合可以如上面参考图3所描述的
来进行。通过在密封件804上作用适当的压力(例如与密封件804相关联
的超阈值的压力)，可以破坏密封件804，从而导致输出流体从第一储器
801释放，使得输出流体输送到第二储器802中。第一储器的输出流体可
以用作第二储器的输入流体。
在密封件804是易碎的密封件的情况下，一旦已经破坏该密封件，储
器801和802之间的通道803可保持打开，并且在储器801和802之间的
两个方向(即从801到802，和从802到801)上的流体流动是可能的。
在密封件804包括易碎密封件的情况下，一旦破坏该密封件，两个储器实
际上可以形成单一储器的两个室。因此，在连接通道803中具有易碎密封
件的实施方案中，在破坏该密封件之后，第一储器801的输出流体可在两
个前述储器之间来回流动，并且当流体存在于那些室中时可以受到与储器
801或储器802相关的任何过程的影响。另外，在破坏易碎密封件804以
有效地形成具有两个室的单个储器之后，连接单个储器的两个室的通道
803可以称为将“室”801与“室”802，以及因此与开口305联接在一起。
在其它实施方案中，例如，密封件804是可再密封的，在将储器801
的输出流体输送到储器802之后，密封件804可被再密封，使得流体可被
阻止行进回到储器801中。可再密封的密封件的例子可包括阀。可选地或
另外地，某些实施方案可包括可再密封的连接通道803，在通道803中可
以进行再密封，例如通过重新将压力引入到连接通道803中以物理地阻塞
通道803的开口，并防止流体流过通道803。
在第二储器802内，可进行“第二过程”。通过在密封件307上产生
适当的压力水平，可以破坏该密封件，因此导致从第二储器802朝向第二
开口305释放输出流体。第二储器的输出流体可以构成基于储器801和802
形成的制备单元的输出流体。该制备单元的输出流体可以经由第二开口
305流入分析室(如图2的分析室203)，在分析室中该输出流体受到分析。
上述实施方案是非限制性的。制备单元可以由一个储器、两个储器或
两个以上的储器构成。制备单元可以由串联连接的一个或多个储器构成，
每个储器通过易碎的密封件隔开。每个储器可配置成接收输入流体，进行
影响流体的过程从而产生输出流体，并且释放输出流体。一个或多个储器
的第一储器可联接到第一开口，而第二储器或最后的储器可以联接到第二
开口或最后开口。第一储器可以包括可按压的储器。制备单元可以包括其
它可按压的储器。第一储器的输入流体可以包括样品流体，而任何其它储
器的输入流体可包括不同储器的输出流体(例如在前的储器)。最后储器
的输出流体可以包括制备单元的将要受到分析的输出流体。
应该注意的是，根据某些实施方案，在包括例如两个储器的制备单元
中，在第一储器上施加压力以便破坏其间的密封件是可能的。可选地，可
通过在第二储器上施加压力或通过将压力施加到两个储器来破坏密封件。
包括在制备单元中的任一个或所有密封件可以根据特定应用的要求是易
碎的或可再密封的。
在制备单元中的每个储器可以配置成执行特定过程或以其它方式与
特定过程相关联。例如，如果第一储器获得样品流体，与第一储器相关的
过程可以影响该样品流体，得到该样品流体的衍生物。衍生物可包括已经
发生在或样品流体的任一个中的或两个中的或发生在包含在样品流体内
的细胞或组分中的变化。该变化可包括化学变化、生化变化、物理变化等。
化学变化的例子可以包括在pH方面的变化、细胞组分的氧化/还原或化学
剂铰合(hinging of chemical agents)，如染到其上的染色；生物化学变化的
例子可以包括抗体与配体的结合；物理变化的例子可以包括在粘弹性方面
的、在温度方面或在稀释剂的浓度方面的变化。在一些实施方案中，样品
流体可以被认为是其自身的衍生物，即样品流体的衍生物。因此，过程可
以获得作为输入的样品流体的衍生物，并且产生输出，该输出是该衍生物
的衍生物。在这样的实施方案中，输入到储器的输入可称为样品流体的第
一衍生物，并且储器的输出可称为样品流体的第二衍生物。相同的参考方
案可用于指代在制备单元中的所有储器：每个储器可以得到输入流体，其
是样品流体的衍生物。在样品流体上进行的第一过程可以提供样品流体的
第一衍生物，对样品流体的第一衍生物执行的第二过程可以为与制备单元
的储器相关联的每个过程提供样品流体的第二衍生物等等。
由于储器可连续排列，过程也可能连续发生。例如，某个储器中的一
系列过程可以产生样品流体的第二衍生物，其成为该储器的输出。下一个
储器可以获得作为来自在前的储器的输入的第二衍生物，并提供样品流体
的第三衍生物。这种链可以持续，直到最后的储器朝向最终开口传送各自
的样品流体的衍生物。在某些情况下，储器的输出不只是串联地传输到下
一个储器。而是，在某些情况下，可以打开密封件如两个储器之间的易碎
密封件，并且两个储器中的任何流体可以混合以产生样品流体的新的衍生
物。然而，值得注意的是，新的衍生物可跨越两个储器中的两个(例如，
通过来回混合过程)被共用，使得新的衍生物流体中的至少一些存在于两
个储器中。
连续过程的例子可以包括细胞的免疫标记：使用一级抗体标记在第一
储器中进行，接下来使用二级抗体的连续标记在第二储器中进行。另一例
子可以包括用两种染色试剂(在储存过程中必须分离)进行的血液样品的
白细胞的鉴别染色。用第一试剂染色的过程在第一储器中执行，随后用第
二试剂的染色在连续的、可能是最后的储器中进行。
但是应当理解的是，根据本公开的实施方案，可以在储器内执行该过
程，其中在输出流体的制备中每个储器增加了阶段，所有一起产生了累积
连续的过程。这个过程可导致流体和试剂的有效的和完全的混合。
图9A和图9B图示了根据本公开的一些实施方案的各自包括两个制备
单元的盒的两个构造。如图9A和图9B中所示的制备单元中的一个包括含
有两个互连室701的单个储器。已参考图7在上面描述了这种制备单元。
图9A和图9B所示的其它制备单元包括储器801和储器802，储器801和
储器802由通道803连接和由密封件804密封。已参考图8在上面描述了
这种制备单元。每个制备单元具有相应的第一开口301和相应的第二开口
305。两个制备单元的第一开口可以构成盒的第一开口。
图9A和图9B所描述的该盒的两种构造相对于作为制备单元的组合的
出口提供的第二开口不同。例如，在一个实施方案中，图9A中所描述的
盒可以包括单个盒第二开口901，其与相应的制备单元的第二开口305流
体连通。在另一个实施方案中，图9B中所描述的盒可以包括与每个制备
单元相关联的第二开口305，其中第二开口305中的每一个也构成了制备
室201的出口。
在所描述的实施方案中，盒的每个制备单元可以配置成从相应的载体
中接收样品流体。然而，在其它实施方案中，可以构造单个载体，使得单
个载体可以讲样品流体引入到盒的多个制备单元中。样品流体可以同时地
或不同时地引入到盒的制备单元。
每个制备单元的输出流体可以不同时地流入分析室。此外，每个制备
单元的输出流体可以经受单独的分析过程。
包括两个平行的制备单元的实施方案可使得能够进行与样品流体有
关的两个单独的独立过程。例如，在某些实施方案中，该盒可以配置成执
行全血细胞计数。在这样的实施方案中，该盒可以包括两个平行的制备单
元，其中一个制备单元配置成制备用于分析的红细胞，而另一个制备单元
配置成制备用于分析的白细胞。
虽然如图9A和图9B所示的盒包括两个制备单元，但是也可以根据特
定应用的要求使用其它构造。包含在盒中的制备单元的数量，以及包括在
每个制备单元中的储器的数量，和包含多个室的储器的数量可以不同，因
为该盒的构造可以修改成执行所需的过程和/或用于制备用于某些分析过
程的样品流体。
图10示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的分析室203。分析
室203可包括分析容器1002，其配置成接收通过制备单元或多个制备单元
传输的输出流体，并用于以允许分析输出流体的方式提供输出流体。第三
通道1004可联接到分析容器1002中，并且可以配置成从其排空一次性输
出流体。在一些实施方案中，分析容器和第三通道一起可以包括分析单元。
配置成储存处理过的输出流体的废物箱1005可以经由第三通道1004联接
到分析单元。该废物箱1005还可以经由第四通道1006和开口1007联接
到真空泵，如真空泵104。
输出流体可以从制备单元经由第三开口1001流入到分析单元203。在
分析容器1002内，输出流体可以提供到分析系统101中。经过分析后，
输出流体可以经由第三通道1004处理到废物箱1005中，并在其中储存。
分析单元内的输出流体的流动可以通过由真空泵104产生的抽吸力驱
动，真空泵104可以作为分析系统101的部分被包括。真空泵可以通过开
口1007、第四通道1006、开口1008和废物箱1005联接到分析单元。尽
管抽吸力可以施加到废物箱1005，但是所储存的输出流体可能不会从其流
出。反而，废物箱可以设计为集液器。开口1008可以位于箱1005中所储
存的输出流体的液面上方，以提供集液器。
在一些实施方案中，分析容器1002可以是微通道1003，其配置成使
包含在输出流体中的细胞对准成便于分析的图案。例如，在一些实施方案
中，微通道1003可以使在输出流体中流动的细胞对准成单一的平面，这
可以便于通过照相机107获取流动细胞的图像。在其它的实施方案中，这
样的细胞可以通过例如在血细胞计数器中的聚焦光束/激光束探测。可以通
过称为粘弹性聚焦的方法来进行细胞的对准。粘弹性聚焦在PCT公开号
WO2008/149365，题为“Systems and Methods for Focusing Particles(用于
聚焦粒子的系统和方法)”的专利中进行了描述，而配置成粘弹性聚焦的
微通道在PCT公开号WO2010/013238，题为“Microfluidic System and
Method for Manufacturing the Same(微流体系统和用于制造其的方法)”的
专利中进一步进行了描述。通过微通道1003的透明或半透明的表面(例
如可视区域)然后可以光学地分析对准的细胞。
图11示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的另一分析室203。
图11所示的分析室203也可以配置成测定血液中的血红蛋白的水平。这个
室可包括分析容器1002，其可以包括联接到第三通道1103的分析储器
1101。通道1103可以包括例如，相对于分析储器1101的小的横截面和长
度。
分析储器1101可包含粉状氧化剂和/或裂解剂。该试剂可以是十二烷
基硫酸钠(SDS)、TritonX或另外的合适的氧化剂/裂解剂。当储器1101
填充有输出流体(其可以包括血液样品的衍生物)时，氧化剂可以被溶解。
溶解的氧化剂裂解血液样品的衍生物的红细胞，这可以导致血红蛋白的释
放。然后，所释放的血红蛋白可通过氧化剂被氧化而形成高铁血红蛋白(其
是不能释放结合氧的血红蛋白的形式)。然后，可以使用光谱仪通过测量
一个或多个波长的吸收来测定高铁血红蛋白的浓度。因此，在一些实施方
案中，系统101的分析模块105(见图1)可包括分光计。
根据某些实施方案，粉剂可以自由地存在于储器1101内。可选地，粉
剂可以涂覆在储器1101的内表面。为了扩大试剂和血液试样品的衍生物之
间的接触面积，根据某些实施方案，储器的内表面可以含有涂覆有试剂的
凸起诸如柱状物、挡板或其它结构。可选地或另外地，粉状的氧化剂可以
附着到载体如存在于(例如填充在)储器中的海绵。除了粉剂，例如可使
用其它药物如凝胶剂。
血红蛋白氧化和吸收测量可能需要用于每一个的一定量的时间。因
此，血液样品的衍生物可以保留在分析储器内一段合适的时间。在一些实
施方案中，可能的是，通过将阻力施加至流动，因而使其减缓来实现样品
流体在分析储器中停留。用于施加这种阻力的方法可以通过联接到分析储
器1101的具有小横截面的长的第三通道1003。当通道是空的时，可提供
流动的零阻力或低的阻力。在这样的条件下，血液样品的衍生物可以通过
第三开口1001自由地流到分析容器1002和分析储器1101中。然而，用血
液样品的衍生物填充第三通道可能会导致阻力增大，这可能减缓或停止在
分析储器1101中的流动。
图12示意性地图示了根据本公开的一些实施方案的包括两个分析单
元的分析室203。分析单元中的一个包括微通道1003，其类似于图10中
所描述的分析单元。其它分析单元包括分析储器1101，其类似于图11中
所描述的分析单元。在一些实施方案中，为了从一个或多个制备单元中获
得输出流体，两个分析单元可在一侧联接到第三开口1001。在另一侧，分
析单元可联接到废物箱1005，在其中可以处理一次性流体。在一些实施方
案中，两个分析单元可以如图12中所示平行地构造。
应当注意的是，在分析室内的这样的平行构造的分析单元可以平行地
进行输出流体的两个单独类型的分析。例如，使用由图12所描述的分析
室，可以进行细胞计数和测量血液样品的衍生物的血红蛋白水平。可以使
用系统101中的不同的分析模块105(参见图1)，例如照相机、光谱仪等
来进行这两种类型的分析。
图13A和图13B示出了根据本公开的一些实施方案的包括制备室201
和分析室203的盒。上面参考图9A和图9B已经描述了盒204的制备室
201。在图13A和图13B中提供的例子中，制备室可包括两个制备单元，
第一单元和第二单元。可包括含有两个互连室701的单个储器的第一制备
单元上面已经关于图7进行了描述。包括储器801和储器802的第二制备
单元上面已经参考图8进行了详细描述。
上面已经参考图12详细描述了盒204的分析室203。分析室可包含两
个分析单元。分析单元中的包括微通道1003的一个，其包括微通道1003，
可以配置成对准使包含在输出流体中的细胞对准成单一的平面，从而允许
使用相机拍摄流动细胞的图像，或由聚焦光束/激光束探测，如在血细胞计
数器中所完成的。已在上面参考图10详细描述了该分析单元，另一种分
析单元，其包括联接到长的小横截面的第三通道1004的分析储器1101，
可以配置成测定血红蛋白水平，例如使用光谱仪。已在上面参考图11详细
描述了该分析单元。
为了允许用于分析而制备的输出流体从制备室201流动到分析室203，
两个室可通过制备室的联接到分析室的开口1001的开口901相互连接。
根据某些实施方案，盒204可配置成接收血液样品，并且可以执行血
细胞计数。通过盒204执行的血细胞计数可以包括测定样品中存在的红细
胞、白血细胞(总数)和血小板的数量，以及测定每种白血细胞类型的数
目(分类计数)。白血细胞类型可以是嗜中性粒细胞、淋巴细胞、单核细
胞、嗜酸性粒细胞和单核细胞或其部分。也可计数白细胞的附加类型和子
类型。此外，所公开的实施方案可以适用于在血液中循环的任何类型的细
胞，包括例如循环肿瘤细胞、血小板聚集率等等。
在所描述的实施方案中，细胞计数可以通过由照相机获取流动细胞的
图像或通过聚焦光束/激光束测探的方式进行，如在细胞仪计数器中完成
的。为了允许可靠的计数，细胞可以被引入到分析光学系统器件的焦距上。
因此，细胞应在单个平面中对准，例如通过粘弹性聚焦。因此，该方法基
于具有某些粘弹性性能的聚焦介质中的悬浮细胞，从而引起细胞悬浮于其
中以对准成单个平面，如果在一定几何形状的微通道(例如具有大于100
微米的长度，并且至少有一个截面尺寸小于100微米，例如在5微米和100
微米之间)中流动的话。在盒204的制备室201中进行的用于计数的样品
流体的制备，可包括将聚焦介质添加到样品流体中，从而产生样品流体的
衍生物。
第一制备单元可以配置成制备用于测定红细胞、白细胞(总数)和存
在于其中的血小板的数量的血液样品。包含在储器701中的物质包括具有
添加了表面活性剂的聚焦介质。聚焦介质可以包括包含例如可溶性高分子
量聚合物的缓冲剂。缓冲剂可包括适合于管理活细胞的任何等渗缓冲液，
包括例如磷酸盐缓冲盐水(PBS)。适合于提供具有粘弹性性质的血液样品
的可溶性聚合物的例子可以包括聚丙烯酰胺(PAA)、聚乙二醇(PEG)、
丙二醇等等。添加到聚焦介质上的表面活性剂可作为球化试剂，该球化试
剂促使红血细胞的形状从双凹圆盘形变成球体，这可促进获取细胞的更高
质量的图像。表面活性剂的实例包括SDS(十二烷基硫酸钠)和全氟辛烷
磺酸(DDAPS，dodecyldimethylammoniopropanesulfonate)。例如在PCT
公开号WO2008/149365，题为“Systems and Methods for Focusing Particles
(用于聚焦粒子的系统和方法)”的专利中公开了聚焦介质的组合物。
通过储器701进行的过程可以包括将所传输的血液样品与聚焦介质混
合。混合完成之后，可通过压力破坏在后的密封件307，从而允许所产生
的输出流体流入到分析室203中。
第二制备单元可以配置成制备用于白细胞类型的分类计数的血液样
品。在某些实施方案中，该制备可包括细胞的化学染色，其中两个连续的
染色过程可以在制备单元的储器801和储器802中进行。
包含在储器801中的物质可包括溶解在聚焦介质中的细胞染色试剂。
细胞染色试剂的实例包括荧光桃红B(Phloxine B)、比布列西猩红(Biebrich
Scarlet)和碱性橙(Basic Orange 21)。由于在一些情况下可能需要细胞的固
定，包括例如福尔马林或甲醛的固定试剂也可包括在内。在将血液样品与
物质混合后，可以进行培养，从而允许染色。在预定的培养时间结束时，
将储器802从储器801隔开的密封件804可通过压力破坏，从而导致所生
成的输出流体向储器802释放。
包含在储器802中的物质可包含溶解在聚焦介质中的其它细胞染色试
剂。包括在储器802中的细胞染剂的例子包括甲基绿、亚甲基蓝和Barrel's
Blue。在输入流体(其构成储器801的输出流体)与物质混合后，可以执
行第二次培养，从而允许第二染色过程发生。当第二预定培养时间结束时，
可以通过压力破坏第二制备单元的密封件307，从而使产生的输出流体流
入分析室203。
在一些实施方案中，用于分析的细胞的制备可以包括细胞的基于免疫
的染色。在这些实施方案中，制备单元的储器中的一个或两个可包含适合
于免疫染色的试剂，其中该试剂和聚焦介质可以包含在单个储器内或在不
同的储器内。适于免疫染色的试剂的例子包括不同的颜色的抗体包覆的微
珠粒，如CD14/CD15和染剂的组合。
从两个制备单元的第二开口305流出的输出流体可以输送到联接到两
个分析单元的分析储器的单个通道。输出流体的分析可以顺序地或同时地
进行。顺序分析可以通过暂时地隔开两个输出流体的流动而成为可能，这
种隔开可以在制备室中来控制。如上面所描述的，由第一制备单元所进行
的制备过程可包括在单个储器中混合而没有培养，而由第二制备单元所进
行的制备过程可包括，除了在两个不同的储器中混合之外，可能需要培养
时间的两个染色过程。因此，在第二制备单元的输出流体准备好流入分析
室之前，第一制备单元的输出流体可以准备好流入分析室。
当流入分析室203时，第一制备单元的输出流体可以在两个图示的分
析单元之间分开。流体的一部分可以进入微通道1003，其中输出流体中的
细胞可以经由例如粘弹性聚焦对准变成单一的平面。然后，对准的细胞可
以通过与微通道1003相关联的透明或半透明的表面或窗口进行光学分析。
然后，输出流体流入废物箱1005，在其中它可以被保存。
输出流体的另一部分可以进入分析储器1101，其中输出流体内的细胞
被裂解，并且它们的血红蛋白含量以参照图11所描述的方式被量化。
在破坏第二制备单元的密封件307之前，可以中止第一制备单元的输
出流体流入分析室以便最小化或阻止输出流体的混合，这可以阻止分析。
这由于第一制备单元的第二通道304的可再密封而成为可能。例如，可以
通过将压力施加到在后的密封件或第一制备单元的第二通道304的另一个
区域进行通道的再密封。
如上所描述，联接到储器1101的第三通道1103的长度和横截面形状，
可以为储器中的流动提供阻力，特别是在某些条件下。因此，当破坏第二
制备单元的密封件307时，大体上所有的输出流体可以流入分析室203，
并且可以传输到微通道1003，而不是在两个分析单元之间分流。在微通道
1003内，第二制备单元的输出流体内的细胞可对齐成单个平面，因此允许
光学分析。然后，输出流体可以流入废物箱1005，在其中它被储存。
图14A、图14B和图14C示意性地描述了根据本公开的一些实施方案
的采样器。采样器1400可配置成采样流体并且例如以精确的量将其引入
到盒204中。图14A所示的采样器可以包括附接到手柄1402的载体1401。
在一些实施方案中，载体可包括毛细管。在毛细管内，可以形成密封件/
塞子，并且该密封件或塞子可以包括任何类型的材料或构造，其允许至少
一些空气流动，但阻止液体流动。例如，在一些实施方案中，疏水膜1404
可以在距毛细管出口的预定距离处固定。毛细管1401可包括任何类型的
具有疏水膜固定在里面并且适合于特定应用的毛细管。例如，通过
DRUMMOND Aqua-CapTM微型分配器制造的毛细管可以在当前公开的实
施方案中使用。
流体采样可通过将毛细管1401的出口浸没在流体中来进行。样品流
体可以由毛细管力驱动进入毛细管中。固定在毛细管1401内的疏水膜1404
可促进这个过程，因为它允许被样品流体替代的空气流出。流体填充毛细
管，直到到达疏水膜。应该理解的是，由于膜1404的疏水性质，流体不
会与膜接触。因此，在膜内可能没有样品流体吸收率，或者换句话说，在
膜上没有发生流体体积的损失。因此，可以基于疏水膜1404距毛细管出
口的距离和根据毛细管的内径来确定采样流体的最终体积。
一旦流体已被取样，它可通过将毛细管1401插入穿过盒204的第一
开口301而被输送或引入到盒204中。在此阶段，可能发生样品流体从毛
细管进入储器303的仅有限的泄漏，因为该流体可通过毛细管力保持在内
部。柱塞1405可以用于推动样品流体流出毛细管进入储器303中。如图
14B中所示的柱塞1405可以包括附接到保持构件1407的推入构件1406。
该推入构件1406可以配置成穿过位于手柄1402中的毛细管入口1403插
入到毛细管1401中。柱塞推动疏水膜1404，直到它到达毛细管出口，任
选地导致整个样品流体传输到储器303中。应该考虑的是，如果推入构件
1406不足够长以到达毛细管出口，一定剂量的流体可能保留在毛细管中。
因此，输送到储器中的样品流体的体积可以取决于相对于毛细管1401的
长度的推入构件1406的长度。可以预先知道毛细管的直径与毛细管的长
度以及柱塞的长度。因此，由采样器转移的流体体积可以是预先确定的。
如上所描述的取样和推入可以使固定体积的样品流体能够输送到储
器中。输送固定体积的流体的能力可能是重要的，因为在样本间所输送体
积的偏差可能影响顺序分析的可靠性。可能没有必要将血液从采样器冲洗
出来(在毛细管的情况下)，因为疏水膜可有助于确保所有的样品流体如
血液被分配到第一储器中。
参考某些实施方案，柱塞1405可以作为分析系统101的一部分被包
括，使得当把其放置到分析系统101的盒保持单元103中时，柱塞插入到
盒204中。然而，在不同实施方案中，柱塞可构成单独的设备，而在将其
放置到盒保持单元103中之前，可以进行把柱塞插入到盒中。
如图14C所示，采样器可以包括两个载体1401，其中同时地或相继地
进行通过载体的流体的采样。
图14C的包括两个载体的采样器可用于例如采样和将血液输送到配置
成允许进行血细胞计数的盒中，如以上参考图13所描述的盒。在一些实
施方案中，采样器的两个载体可包括具有疏水膜的抗凝血剂涂覆的毛细
管。涂覆毛细管的抗凝剂可用于防止采样血液的凝固。抗凝血剂的例子包
括EDTA(乙二胺四乙酸)。
由采样器1400的每个载体1401采样的并且输送到盒204的流体体积
可以是小到20μl或甚至更少。因此，使用采样器1400进行血细胞计数，
盒204和分析系统101可能需要从个体获得尽可能少的单滴血。这样的小
体积的血液可能通过刺指尖或前臂以例如通过家庭血糖监测装置进行的
方式来获得，从而免去从静脉抽血，从静脉抽血对患者，特别是儿童是不
方便的。
在一些实施方案中，盒204可包括大体上刚性的框架，该框架至少部
分地容纳具有一个或多个制备单元的储器。图15示出了包括刚性框架1501
的盒1500的部分。刚性框架1501可包括任何刚性或半刚性材料。例如，
在一些实施方案中，刚性框架1501可以由PMMA、COP(环烯烃共聚物)
聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等或它们的组合中的任一个制造。
刚性框架1501可以制成为包括与上述所描述的制备单元相关联一个
或多个的结构。例如，在一些实施方案中，刚性框架1501可以通过注射
成型制成，并且可包括各种流动路径、入口、出口和/或储器元件(例如在
当用帽或覆盖层覆盖时，形成在刚性框架的表面中提供储器的凹部)。例
如，刚性框架1501可以被提供为如图15所示大体上整体的基板。可选地，
刚性框架1501可以包括与盒204/1500相关联的一个或多个结构部件，并
且该一个或过个结构部件为盒204/1500的一个或多个元件提供支撑。
在一些实施方案中，刚性框架1501可包括开口1506和开口1507，其
分别通向流动通道1516和流动通道1517。开口1506和/或开口1507可依
尺寸制作成容纳含一定量样品流体的采样器。例如，开口1506和开口1507
的任一个或两个可依尺寸制作成容纳与采样器1400相关联的毛细管1401。
在一些实施方案中，开口1506和开口1507之间的间距可设置成配合如图
14C中所示的设置在双毛细管采样器上的毛细管1401之间的间距。
此外，形成于刚性框架中或以其它方式与刚性框架关联的通道1516
和/或通道1517可配置成对准并稳定采样器的毛细管。这种结构可有利于
将毛细管1401对准和插入到盒1500中。此外，这些通道可以帮助将毛细
管导引到刚性框架或盒204内的期望的位置，并且当插入到刚性框架1501
中时，可以防止毛细管破裂。
在一些实施方案中，开口1506与开口1507和通道1516与通道1517
可以将流体流动路径提供到与盒1500相关联的一个或多个储器中。例如，
如图15中所示，通道1516可通向储器1504，并且通道1517可通向储器
1505。因此，提供到通道1516的样品流体可以流向储器1504，并且提供
到通道1517的样品流体可以流向储器1505。应当理解的是，虽然图15示
出了在大体上刚性的框架中的两个开口，但是大体上刚性的框架可包括任
意数量的开口，而不脱离本公开的范围。在大体上刚性的框架中的一个或
多个开口可以配置成对准和稳定毛细管。
储器1504和储器1505可以作为盒1500的制备单元的一部分(如上
所描述的)被包括。例如，储器1504可经由通道1520和密封件1507联
接到另一储器1502中。同样，储器1505可经由通道1521和密封件1508
联接至另一储器1503中。
在一些实施方案中，盒1500及其相关联的制备单元可以基于两部分
式结构形成。例如，盒1500的第一部分可以包括刚性框架1501，刚性框
架1501包括模制部件，该模制部件用于提供与盒1500的制备单元相关联
的结构的至少一部分。盒的第二部分可包括设置在刚性框架1501上的膜
片1530。在刚性架1501上设置的膜片1530可以完成制备单元的结构或部
件的至少一部分。例如，储器1504(和图15中所示的其它储器)可以包
括第一部分，该第一部分包含在刚性架1501中形成的凹部。当膜片1530
放置在刚性框架之上时，该膜片的一部分将覆盖与储器1504相关联的凹
部。此外，由弹性材料形成的膜片1530还可以使与盒1500关联的储器中
的一个或多个能够是可按压的，如上所描述的。
膜片1530可以由任何合适的材料形成。在一些实施方案中，膜片1530
可以由PVC、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯和含有铝和聚乙烯的层压板，或者
它们的组合来形成。
在一些实施方案中，刚性框架1501和膜片1530中的一个或多个由当
加热时可以相互结合的材料形成。在构建盒1500的两部分式的结构期间，
如图15所示，可施加不同程度的热以实现期望的结果。例如，施加高温
(例如140C-180C)，可以促使膜片1530永久地焊接到刚性框架1501的材
料上。在其它区域，其中施加很少或不施加热量，膜片1530可以不粘合
到在下面的刚性框架上。并且，在热量以低于材料的焊接阈值(例如，
100C-130C)而提供的区域，膜片1530的材料可与刚性框架1501的材料
相互结合，但是这种结合可能是非永久的。也就是说，在这些区域，所结
合材料以后可以相互拉开。在一些实施方案中，可以实现上述所描述的选
择性结合，例如使用具有多层结构的膜片1530。多层结构的第一子膜片(如
首先接触刚性架1501的最下层)可包括与刚性框架1501的材料的形成相
对较弱的结合的材料。因此，作用在第一子膜片已粘合到刚性架1501的
区域上后续的力可以导致子膜片的分离(例如剥离)，因此，整个膜片1530
远离刚性框架1501。
在一些实施方案中，膜片1530的多层结构可以包括设置在第一子膜
片上面的第二子膜片。该第二子膜片可以通过施加较高的温度与刚性框架
1501的材料的形成更持久的结合。例如，在一些实施方案中，较高的温度
可以引起第一子膜片熔化，并从结合区流走，这可以使第二子膜片能够直
接结合至刚性框架材料(永久地或半永久地)上。
这种类型的结合可以促进与盒1500的制备单元相关联的组件的构建。
例如，在如远离制备单元的结构的区域1531中，可以施加高温以永久地
将膜片1530的材料焊接到刚性框架1501。在与储器1502、1503、1504、
1505相关联并与通道1520和通道1521相关联的区域中，可避免施加热量
以使得膜片1530在这些区域中保持脱离刚性框架1501。在与密封件1507
和密封件1508相关联的区域中，可使用亚焊接加热水平以使得膜片1530
附加到或暂时粘合到刚性框架1501。这些密封件可称为“剥离密封件”，
当压力施加到密封件上时，例如通过储器1504内的流体按压在密封件1507
上，可导致膜片1530远离框架1501。在这种情况下，流体可被允许流过
密封件。虽然这些剥离密封件可能是易碎的，但是流经破坏的密封件1507
或密封件1508的流体可通过，例如，将压力施加到这些密封件的区域中
的膜片1530上而停止，以便在密封件处关闭流体通路。
盒1500还可以包括分别设置在通道1516和通道1517内的密封件1518
和密封件1519。密封件1518和密封件1519可以防止流体或例如预先装载
到储器1504和储器1505的其它材料，从盒逸出或被周围环境污染。
密封件1518和密封件1519可以构成易碎的密封件，该易碎的密封件
设计成当与插入到通道1516和/或通道1517的采样器的毛细管相互作用时
破坏。图16A提供了根据本公开的示例性实施方案的密封件1518的示意
性剖面图。图16B提供了密封件1518的顶视图。如图16A中所示，密封
件1518可以可选地包括围绕开口1610的壁1605，该开口1610依尺寸制
作成接纳流体采样器的毛细管1401。密封件1518还可以包括盖子1620(例
如，在一些实施例中，是翼片部分)，盖子1620跨过由壁1605形成的开
口延伸。
密封件1518还可以包括各种结构，该各种结构用于一旦毛细管1401
已被插入或穿过密封件1518，提供围绕毛细管1401的密封。这样的密封
件一旦毛细管1401已被引入密封件1518中，可减少或消除流体从开口
1610的流出。在一些实施方案中，密封件1518可以包括一个或多个O形
环1650以建立围绕毛细管1401的密封件。这种O形环可在盖子1620上
游的位置处设置在壁1605上，如图16A所示。可选地或另外地，O形环
可以包括在盖子1620的下游。密封件1518本身可用于提供围绕毛细管
1401的密封。例如，一旦盖子1620响应于由毛细管1401施加的力(例如
轴向力)而打开，这将在下面进一步讨论，初始围绕盖子1620的密封件
1518的材料可以接触毛细管1401的侧壁以产生密封。
盖子1620可以以任何合适的方式附接到壁1605。在一些实施方案中，
盖子1620可经由用于形成盖子1620的相同的材料(例如聚合物)附接至
壁1605。附接结构可用与盖子1620相关联的厚度不同的厚度形成。例如，
在一些实施方案中，将盖子1620连接至壁1605(或者可选地附接至通道
1516的内壁)的附接结构可以比与盖子1620相关的厚度薄。此外，附接
结构的厚度围绕盖子1620的周界可能是不均匀的。例如，如图16A和图
16B中所示，附接结构的区域1630可以比附接结构的区域1640更薄。另
外，区域1630可以比区域1640围绕盖子1620更大的部分延伸。在一些
实施方案中，区域1630可以围绕盖子1620的约80％、90％或更多的周界
延伸。此外，区域1630的厚度可以是与区域1640相关的厚度的90％、70％、
50％、或更少。
这样的结构可促进通过毛细管1401破坏密封件1518。例如，在插入
通道1516内时，毛细管1401可以与密封件1518在邻近盖子1620的区域
接触。施加在密封件1518上的压力可导致盖子1620从壁1605撕裂，从
而打开密封件1518。区域1630和区域1640的包括可以以可预测的方式和
用更小的力促进撕裂。例如，由于区域1630比区域1640薄，并且比盖子
1620薄，盖子1620可倾向于从壁1605分开，该分开在区域1630的区域
开始并且围绕区域1630的大部分或全部的长度扩展。区域1630的撕裂可
允许盖子1620作为材料的翼片打开进入到通道1516中。因为区域1640
比区域1630更厚，并且事实上，可具有比得上或比盖子1620更大的厚度，
当毛细管1401撞击到密封件1518时，在区域1640处的材料可保持未撕
开。因此，盖子1620可作为经由区域1640的材料附接到壁1605(或通道
1516的内壁)的翼片而被保留。而且，由于区域1630具有比盖子1620小
的厚度，相比于其中用具有与盖子1620相似厚度的材料将盖子1620连接
到壁1605的构造，可需要较少量的力来打开密封件1518。
密封件1518的其它结构也可以促进密封件的打开。例如，在一些实
施方案中，盖子1620可相对于壁1605定向成使得与盖子1620相关联的
平面以一角度与壁1605相交。在一些实施方案中，相对于壁1605的纵向
轴线1611相交的角度可以是约90度。然而，在其它实施方案中，盖子1620
和纵向轴线1611相关联的平面之间相交的角度可以是垂直角度以外的(例
如±5度、±10度、±20度、±30度或更大)。以这种方式调整盖子的角
度可以有利于密封件1518的打开，因为毛细管1401插入到通道1516将
导致毛细管仅接触密封件1518的一小部分。因此，与插入毛细管相关联
的所有推力将集中于小的接触区域，这可以增加促使盖子1620从壁1605
撕裂的容易性。在一些实施方案中，薄的区域1630可以位于将经历与插
入的毛细管第一次接触的区域。更进一步地，在一些实施方案中，区域1630
可以大体上以将经历与插入的毛细管第一次接触的区域为中心。
图17示意性地图示了根据示例性公开的实施方案的另一示例性盒
1700。如图17中所示，该盒1700包括第一入口或开口1701、第一储器
1702、第二储器103、第二入口或开口1704、第三储器1705和第四储器
1706。入口1701与第一储器1702相关联，并且入口1704与第三储器1705
相关联。该盒的例子还包括第一密封件1707、第二密封件1708以及第三
密封件1709。密封件中的任一或所有可以制造成如上描述的“剥离密封
件”。如图17中所示，第一流动路径横跨第一储器1702和第二储器1703、
流体通道1720以及第一密封件1707形成。第二流动路径横跨第三储器
1705和第四储器1706、流体通道1721、第二密封件1708和第三密封件
1709形成。
第一流动路径可以配置成将血液或流体样品与第一试剂混合，并且第
二流动路径可以配置成将血液或流体样品与第二试剂混合。该试剂可以被
预装载并且密封在储器中。可选地，该试剂可以经由盒中的入口注入储器
中。该试剂可包括白细胞染剂(例如酸性染剂和碱性染剂)、裂解剂、生
物标志物中的至少一个，和至少一种流体形式的高分子量聚合物。当按压
一个或多个储器时，可引起相应的密封件打开以使在储器中的任何流体沿
相应的流动路径流动。
盒1700还可以包括缓冲室1710。缓冲室1710可包含在样品流体制备
储器(例如储器1702和储器1703)和通向分析节段的流体出口1712之间
的流动路径内。在一些实施方案中，可在出口1712处提供管1711以把样
品流体或它们的衍生物，运送到一个或多个分析节段中。在一些实施方案
中，在将盒1700投入使用之前，缓冲室1710可保持无流体。当把样品流
体接收到盒1700中(例如经由入口1701和/或入口1704)时，可以把样
品流体提供到包括储器1702和储器1703的制备单元，并且根据上述描述
的任何制备过程为分析做好准备。
在一些实施方案中，一旦样品流体(或者其衍生物)已被制备并准备
好用于分析，在分析之前可以将样品流体/样品流体衍生物提供到缓冲室
1710。缓冲室1710可包括储器并且可以在分析流体之前用作盒1700内的
暂时容纳位置。在一些实施方案中，流体聚集在缓冲室1710，因为进入缓
冲室1710的流速可能超过从缓冲室1710出来的流速。在其它实施方案中，
缓冲室1710可作为流体的传递室，其中从缓冲室出来的流体流速等于或
在某些情况下超过进入缓冲室1710的流速。
提供到缓冲室1710的流体的量可通过任何合适的技术来控制。在一
些实施方案中，从储器1702/1703所制备的样品流体可以通过打开密封件
1707(例如，经由施加到密封件上的超阈值的压力，释放或移除与密封件
1707相关联的物理障碍物，或通过任何其它打开技术)并计量进入缓冲室
1730的制备的流体的所需量而提供到缓冲室1710中。例如，可使用一个
或多个步进电机通过预定量和/或预定速率挤压储器1702和/或储器1703
的部分，以便把预定量的制备流体提供到缓冲室1710中。
提供到缓冲室1710的流体可从缓冲室1710抽出以用于使用任何合适
的技术的分析。例如，在一些实施方案中，真空可以经由管1711施加到出
口1712，以便使流体从缓冲室1710流出。计量技术(例如包括步进电机、
柱塞、流量控制密封件等)可以用于从缓冲室1710抽出用于分析的预定
量的流体。
缓冲室1710可以基于特定构造的结构或根据特定的操作方案提供某
些性能特性。例如，在操作期间，缓冲室1710可以用作流体模拟电容器
并且在分析流体之前可缓冲流体流动。缓冲室1710可以帮助减少存在于
待分析的流体中的气泡的量。在一些实施方案中，从缓冲室1710抽出的
用于分析的流体可以从缓冲室1710的存在于在缓冲室1710中的液位线下
方的区域中抽出。在提供到缓冲室1710的流体中的气泡(例如源自制备
的流体穿过制备单元的一个或多个部件的流动)可能倾向于积聚在缓冲室
1710中的流体的表面上。通过从缓冲室1710在液位线下方抽出流体，这
种气泡可以保留在缓冲室1710中，并且从缓冲室1710抽出的用于分析的
流体可以是无气泡的或可以至少包括每单位体积比在缓冲室1710中存在
的流体的整体少的气泡。另外，缓冲室1710可避免与控制密封件1707的
操作特性有关的复杂性，以便提供用于分析的所需的流体流动。在一些实
施方案中，提供到缓冲室1710的流体的量可以超过流体的量。
图18提供了根据示例性的公开的实施方案的盒1800。如图18所示，
该盒1800可以包括刚性框架或刚性部分1810。刚性部分1810可以制造(例
如通过模制或任何其它合适的技术)成包括与盒1800的流体处理部件相
关的各种结构。例如，在一些实施方案中，刚性部分1810可以包括一个
或多个入口1820，该一个或多个入口1820各自可以配置成接收、支撑和/
或对准流体采样器，例如含一定量样品流体的毛细管。刚性部分1810还
可以包括一个或多个凹部1840(或其它特征如壁结构等)，该一个或多个
凹部1840各自可与组装盒1800的流体储器相关联。各个流动路径可以制
造到刚性部分1810中或者在刚性部分1810上以建立盒1800内的流体流
动路径。例如，如在图18中所示，流动路径1830可以将入口1820连接
到凹部1840，其可以用作与盒1800相关联的流体制备储器(或试剂储存
部分)的基部。刚性部分也可包括各种流体入口，如流体入口1850，其可
以配置成使盒1800的流体储器能够或在制造盒1800期间填充或在这样的
制造完成后填充。
如上述关于图15所描述的，盒1800可以制造成两层结构，该两层结
构包括设置在刚性部分1810之上的片层1835。在一些实施方案中，片层
1835可包括柔性材料(例如聚合物或任何其它合适的弹性材料)，并且可
结合到刚性部分1810，例如以上述关于图15所示的结构描述的方式。一
旦结合到位，帽1841可以存在于凹部1840上方以提供盒1800的流体制
备储器。在一些实施方案中，帽1841的至少一部分可以是柔性的，并且
因此，响应于挤压(即“可按压的”)是可变形的。同样，帽1861可存在
于凹部1860上方以形成与图17的缓冲室1710类似的缓冲室。帽1841、
1861可以配置成相对于片层1835的表面向上突出。可选地，帽1841、1861
可以配置成片层1835的平的部分，其中在片层1835的表面上方大体上没
有突起。即片层1835可构成无凸起部分形成的大体上平坦的片材。
盒1800可还包括对接端1860或配置成对准、接收和/或保留其中可以
进行样品流体分析的分析室1870的其它结构。盒1800，与图17的盒1700
一样，可包括一个或多个密封件(例如，易碎密封件)，该一个或多个密
封件设置在包括在盒1800中的任何流动路径中。
图19A和图19B提供了根据示例性公开的实施方案的盒1900的透视
图。图19A示出了盒1900的组装视图。图19B示出了盒1900的分解视图。
盒1900可以包括制备部分1901，以及分析部分1902。如图19B所示，盒
1900可包括刚性框架或刚性部分1910。刚性部分1910可以制造(例如通
过模制或任何其它合适的技术)成两部分式结构。如图所示，刚性框架1910
可包括配置成配合并附接到底部1912的顶部1910。
在一些实施方案中，刚性部分1910可以包括一个或多个入口1920，
该一个或多个入口1920各自可以配置成接收、支撑和/或对准流体采样器，
例如含一定量样品流体的毛细管。各个流动路径可以制造到刚性部分1910
总或者在刚性部分1910上以建立盒1900内的流体流动路径。例如，以上
关于图18的盒所描述的任何一个或所有流动路径也可以包括在图19B的
两部分式刚性框架1910中。
盒1900不仅可以用如图19B中所示的两部分式刚性框架1910制成，
而且可以用两个或更多个柔性材料片制成。例如，盒1900可以包括第一
片层1970和第二片层1980。在一些实施方案中，片层1970和片层1980
可以包括柔性材料(例如聚合物或任何其它合适的弹性材料)，并且可以
在制造盒1900的期间结合在一起。可以使用用于将柔性材料结合在一起
的任何合适的技术。在一些实施方案中，层1970和层1980的不同区域可
用不同的结合强度结合在一起。这样的构造对于例如永久或半永久地将特
定的区域结合在一起以及更暂时地将其它区域结合在一起可能是有用的。
例如，在一些区域中，可通过在层1970和层1980(其可剥离开以打开密
封件)之间形成暂时结合来形成易碎密封件。
多种机制可以用于将层1970和层1980结合在一起。例如，可以使用
粘合剂。在一些区域中，如区域1984，在该区域需要永久或半永久结合，
合适的粘合剂可用于在这些区域中将片层1970和片层1980永久或半永久
地结合在一起。同样，例如那些仅提供暂时的、可剥离的结合的其它粘合
剂也可以用于其它区域，例如其中可能需要暂时结合以便产生易碎密封件
的区域1985。
这种结合还可以通过焊接实现。例如，在一些实施方案中，电极可用
于层1970和层1980之间产生点焊。在这种实施方案中，两个层之间的结
合强度可取决于在特定区域中的点焊的密度和/或形状。因此，与其中可以
使用较低密度的点焊以提供暂时的、可剥离的结合的区域，如区域1985
相比，其中可能需要高结合强度的区域如区域1984可以使用较高密度的
点焊。
层1970和层1980也可以经由其它机制结合在一起。例如，每个层1970
和层1980可以包括两个子膜片，如与具有较高的熔点或结合温度的第二
子膜片相比具有较低熔点或结合温度的第一子膜片。可以形成层1970和
层1980，使得在结合期间，它们被定向成来自于层1970的第一子膜片与
层1980的第一子膜片形成接合面，而每个层1970和层1980的第二子膜
片不相互接触。为了在特定的区域，如区域1985中在易碎密封件位置处
形成暂时的、可剥离的结合，可施加低温(例如在约100C至约130C的范
围)，使得这些第一子膜片结合在一起。以后可通过所结合的第一子膜片
的分离或通过撕裂由所结合的第一子膜片形成的结构剥离在这个区域中
结合的结构。为了在，如在区域1984中产生永久性或半永久性的结合，
可施加较高的温度(例如在约140C至约180C的范围)。这样的温度会引
起第一子膜片熔化和/或从待结合的区域流走，从而使层1970和层1980的
第二子膜片能够接触并形成永久性或半永久性的结合。这样的结合技术，
包括粘合剂、点焊和/或多层的与温度有关的结合结构，也可以结合图15、
图18的结构或本文所描述的任何其它盒来使用。
层1970和层1980可预制成或形成为包括各种结构，该各种结构当层
1970和层1980结合在一起时用于提供流动路径、储器、密封件等。例如，
层1970和层1980一旦结合在一起，可形成储器1940。这些储器可以是柔
性的，并且因此，响应于挤压(即“可按压”)是可变形的。同样，层1970
和层1980一起可以形成例如在储器、室等之间的流动路径中的易碎密封
件。这种易碎密封件可包括如图19B中所示的区域1985中的密封件。结
合的层1970和层1980可以形成其它结构，例如缓冲室1960。
应当进一步理解的是，本文所描述的结构仅是是为了举例。没有根据
本申请中描述的具体实施方案来限制本公开，这些具体实施方案意在作为
各个方面的说明。可以进行许多修改和变化，而不脱离本公开的精神和范
围，这对本领域技术人员将是明显的。除了本文所列举的那些，在本公开
的范围内的功能上等同的方法和设备，根据前面的描述，对本领域技术人
员将是明显的。这样的修改和变化都会落入所附权利要求的范围之内。
尽管本文已经公开了各个方面和实施方案，但是其它方面和实施方案
对本领域技术人员将是明显的。本文所公开的各个方面和实施方案是为了
说明的目的，并不旨在进行限制，其中真正的范围由下面的权利要求表明，
连同等效物的全部范围这样的权利要求均赋予了权利。还应理解的是，本
文所使用的术语仅用于描述具体实施方案，并不意在限制。