專利名稱：流體樣品采集設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于采集和存儲(chǔ)生物流體樣品一例如從人類或動(dòng)物體中采集的全血(未分離)、血清、血漿或尿一的設(shè)備。這樣的樣品可以用于診斷和其他生化試驗(yàn)。更特別地，本發(fā)明涉及這樣的設(shè)備，其依靠毛細(xì)作用采集生物流體樣品。本發(fā)明還涉及包括流體樣品采集設(shè)備的測(cè)試元件。
背景技術(shù)：
從人類或動(dòng)物體中采集的流體樣品要求用于廣泛的診斷和其他生化試驗(yàn)中，包括測(cè)量免疫反應(yīng)(免疫測(cè)定)。因此，需要一種設(shè)備，其能夠方便地用于采集和存儲(chǔ)這樣的樣品。由于樣品可能受到微生物污染或傳染(heath)風(fēng)險(xiǎn)，用于它們采集的設(shè)備將不允許樣品在存儲(chǔ)、運(yùn)輸或操作過程中不預(yù)期的釋放。樣品采集設(shè)備優(yōu)選是一次性的。用于全血的已知樣品采集設(shè)備包括由玻璃形成的端部開口的線性毛細(xì)管。該管典型地具有在一和二微米之間的內(nèi)徑。為防止采集的血液凝結(jié)，管的內(nèi)表面可以涂敷有合適的抗凝血?jiǎng)绺瘟字?，其還可以用于減小樣品和管的側(cè)面之間的接觸角度。在已知設(shè)備的使用中，病人手指末端上的皮膚通過柳葉刀或其他形狀的穿刺件刺破。引出的血液通過毛細(xì)作用被抽吸到線性管內(nèi)。通過將管保持在通常水平的取向，血液樣品的容積和其采集的速率可以最大化。這樣采集的樣品的容積通常小于100 μ L。與上述血液樣品采集設(shè)備相關(guān)的問題涉及樣品采集之后的運(yùn)輸和處理。特別地， 當(dāng)線性管的取向改變時(shí)，存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即作用于樣品上的重力可能超過將樣品保持在管中的分子間作用力，從而導(dǎo)致部分樣品不預(yù)期地釋放以及相關(guān)的微生物污染或傳染風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)線性管還受到突然運(yùn)動(dòng)引起的加速或小的撞擊引起的減速等的影響時(shí)，該問題可能會(huì)加劇。為防止樣品不預(yù)期的釋放，已知的是堵塞線性毛細(xì)管的一個(gè)或兩個(gè)端部，例如采用硅堵或密封劑。然而，仍然存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即在管的端部被密封之前或者在為了隨后的操作而移除密封之后，部分樣品可能被意外地釋放。因此，本領(lǐng)域存在對(duì)用于生物流體的改進(jìn)的樣品采集設(shè)備的需求，所述生物流體通常是含水的，特別是對(duì)于這樣的設(shè)備，該設(shè)備在樣品采集之后意外地釋放部分樣品的風(fēng)險(xiǎn)可以被減小。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供用于含水流體的樣品采集設(shè)備，該設(shè)備包括限定一伸長(zhǎng)的樣品采集通道的本體，該通道具有開口端并設(shè)置成用于通過毛細(xì)作用將流體抽吸到該通道內(nèi)，其中，該通道沿著其長(zhǎng)度的一部分設(shè)有樣品計(jì)量止動(dòng)件，該樣品計(jì)量止動(dòng)件設(shè)置成用于防止流體通過毛細(xì)作用穿過其的流動(dòng)，并且在采集端和該計(jì)量止動(dòng)件之間延伸的該通道的樣品接收部是非線性的。通過以這種方式提供非線性通道，相比于在可比較的線性毛細(xì)管中的樣品，能夠
4作用于采集到的樣品上的最大重力(該設(shè)備處于任何取向)被減小。從而樣品從設(shè)備中泄漏的趨勢(shì)可以減小，這還可以避免樣品被采集后密封通道的一個(gè)或兩個(gè)端部的需要。優(yōu)選地，該樣品計(jì)量止動(dòng)件包括該通道的疏水的表面的一部分。疏水性可以是形成限定通道的本體的材料的固有屬性，或者它可以通過涂敷于通道表面的涂層而提供，例如蠟制塑料材料。疏水的那部分表面典型地包圍該通道并沿著該通道的長(zhǎng)度的較短部分延伸例如大約5mm。計(jì)量止動(dòng)件不僅用于調(diào)節(jié)采集到的樣品的尺寸，而且用于控制樣品在通道內(nèi)的位置采集到的樣品從通道的采集端延伸到樣品計(jì)量止動(dòng)件的邊緣。優(yōu)選地，該通道的樣品接收部的表面是親水的。親水性可以是形成限定通道的本體的材料的固有屬性，或者可以通過涂敷于通道表面的涂層而提供。合適的親水涂敷材料包括蛋白質(zhì)和糖。用于血液樣品采集設(shè)備的尤其優(yōu)選的親水涂層包括肝磷脂，因?yàn)樵撐镔|(zhì)還可以用作防止血液樣品凝結(jié)的抗凝血?jiǎng)Ｔ摳瘟字梢蕴峁┰谔腔|(zhì)中，然后它形成用于通道的玻璃狀的無定形涂層。該親水性增強(qiáng)了分子間作用力，該分子間作用力將樣品抽吸到通道中并將樣品保持在該通道中。高度親水性還可以提高樣品采集的速度和/或便于更大樣品容積的采集，因?yàn)楦叨扔H水性允許通過分子間作用力支撐更大的流體豎直高度。該通道的樣品接收部可以具有在0. 5mm到2. 5mm范圍內(nèi)的最大和最小橫向尺寸， 優(yōu)選是在0.8mm到2. Omm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選是在1. Omm到1. 8mm的范圍內(nèi)。所述橫向尺寸沿著通道的樣品接收部的長(zhǎng)度優(yōu)選是基本恒定的。盡管在這些范圍內(nèi)的尺寸發(fā)現(xiàn)通常適于采集大多數(shù)生物流體樣品，但是用于樣品接收部的合適尺寸將在一定程度上依賴于通過該設(shè)備采集的流體的物理性質(zhì)和所需的樣品的容積。超過5mm的尺寸已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不太適合，因?yàn)橹亓梢宰饔糜趶澰旅嫔弦云茐脑O(shè)備內(nèi)的樣品。該通道的樣品接收部可以具有任何橫截面形狀，例如圓形或基本半圓形(“U”形) 的橫截面。如果該通道被限定在互相接觸的兩個(gè)平坦的組件之間，因?yàn)閮H僅其中一個(gè)組件需要開槽，則基本上半圓形的橫截面形狀特別方便。該通道的樣品接收部的容積可以在10 μ L到100 μ L的范圍內(nèi)，優(yōu)選是在10 μ L到 70 μ L的范圍內(nèi)，更優(yōu)選是在20 μ L到50 μ L的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，通道的樣品接收部是非線性的。這樣，相比于在可比較類型的傳統(tǒng)線性毛細(xì)管中的樣品，可能作用于采集到的樣品上的最大重力(其中該設(shè)備處于任何取向) 被減小。盡管這樣的力對(duì)于任何非線性形狀都將減小，但是通常優(yōu)選的是，樣品接收部限定至少一個(gè)彎曲部，每個(gè)彎曲部限定大約90度或大約180度的角度。所述彎曲部的角度之和可以超過180度或360度。在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，該通道的樣品接收部限定可以是線性的至少兩個(gè)分支。分支可以互相平行和/或沿側(cè)向彼此相鄰。相鄰的分支可以通過至少一個(gè)彎曲部連接，例如180度的彎曲部。該樣品接收部的每個(gè)分支可以具有在IOmm到50mm范圍內(nèi)的長(zhǎng)度，優(yōu)選是在15mm到40mm范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。通過該布置，并且當(dāng)所述分支處于基本豎直的取向中時(shí)，采集到的樣品中的液靜壓力可以至少部分地得到平衡，從而減小需要通過分子間作用力支撐的樣品的高度。在一些實(shí)施方式中。該樣品采集通道限定單一平面。這樣，設(shè)備的厚度可以最小化。該設(shè)備可以具有基本矩形、板狀的形式。通道的采集端可以提供在設(shè)備的拐角處或拐角附近，從而允許在流體樣品的采集過程中方便地操作和處理該設(shè)備。
限定該樣品采集通道的該本體可以由塑料材料形成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸)。該本體可以是模制的組件并可以至少部分地透明，從而可以觀察流體在通道的樣品采集部中的流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供包括上述樣品采集設(shè)備的測(cè)試元件，其中限定樣品采集通道的該本體還限定至少一個(gè)分析腔，該分析腔與該樣品采集通道的輸送端、也就是通道不同于采集端的端部流體連通。每個(gè)分析腔可以設(shè)有分析試劑。該本體還可以限定一端口，該端口與至少一個(gè)分析腔流體連通。在設(shè)備的使用中，該端口可以連接到真空源， 以便使采集到的樣品抽吸通過疏水的計(jì)量止動(dòng)件并進(jìn)入到所述至少一個(gè)分析腔內(nèi)?？商鎿Q地，正壓力源可以連接到樣品采集通道的采集端上。在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，包括樣品采集設(shè)備、至少一個(gè)分析腔和分析試劑的測(cè)試元件為盒的形式。該盒還可以包括在至少一個(gè)分析腔附近處的傳感器或轉(zhuǎn)換器，以及聯(lián)接到該傳感器或轉(zhuǎn)換器的暴露的電接頭。限定所述至少一個(gè)分析腔的本體的一部分可以是透明的，以使得其內(nèi)含物通過電磁輻射能夠被照射。該盒可以設(shè)置成用于測(cè)試儀，該測(cè)試儀設(shè)置成用于接收該盒，將采集到的樣品抽吸到至少一個(gè)分析腔內(nèi)，用電磁輻射照射該至少一個(gè)分析腔的內(nèi)含物，并經(jīng)由電接頭讀取從傳感器或轉(zhuǎn)換器收集到的電信號(hào)。該測(cè)試儀可以包括設(shè)置成用于提供用于展示的分析結(jié)果的處理部件。該盒可以設(shè)計(jì)用于單一用途，在該用途之后該盒可以被處理掉，從而避免清洗和/ 或消毒的需要。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供樣品采集設(shè)備在采集含水流體樣品中的用途，該設(shè)備包括限定伸長(zhǎng)的樣品采集通道的本體，該通道具有開口端并設(shè)置成用于通過毛細(xì)作用將流體抽吸到該通道內(nèi)，其中該通道沿著其長(zhǎng)度的一部分設(shè)有樣品計(jì)量止動(dòng)件，該樣品計(jì)量止動(dòng)件設(shè)置成用于防止流體通過毛細(xì)作用穿過其的流動(dòng)，并且在采集端和該計(jì)量止動(dòng)件之間延伸的該通道的樣品接收部是非線性的。在優(yōu)選實(shí)施方式中，該含水流體是生物流體，例如全血、血清、血漿或尿。其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從提供在下文中的本發(fā)明的詳細(xì)描述中變得顯而易見。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的特定實(shí)施方式，其中圖1是已知的分析系統(tǒng)的示意圖；圖2示出了體現(xiàn)圖1所示的已知系統(tǒng)的測(cè)試儀和測(cè)試元件；圖3是根據(jù)本發(fā)明的包括樣品采集設(shè)備的測(cè)試元件的透視圖；圖4是圖3所示的測(cè)試元件的更加詳細(xì)的視圖，其中組件被移除以表示該樣品采集設(shè)備；圖5更加詳細(xì)地表示圖4所示的樣品采集設(shè)備；和圖6a_6d是圖4所示的樣品采集設(shè)備的示意圖，用于解釋其行為。
具體實(shí)施例方式如在此使用的，疏水表面通常理解為水滴與其限定大于90度的靜接觸角的表面。
6類似地，如在此使用的，親水表面通常理解為水滴與其限定小于90度的靜接觸角。靜接觸角可以利用接觸角測(cè)角器測(cè)量。本發(fā)明提供用于含水流體，例如全血、血清、血漿或尿的樣品采集設(shè)備。該設(shè)備包括本體，該本體限定具有開口端的伸長(zhǎng)的樣品采集通道，并設(shè)置成用于通過毛細(xì)作用將流體抽吸到通道內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，該通道沿著其長(zhǎng)度的一部分提供，其中設(shè)置成有樣品計(jì)量止動(dòng)件，布置成防止流體通過毛細(xì)作用穿過其的流動(dòng)。在采集端和計(jì)量端之間延伸的通道的樣品接收部是非線性的。通過提供非線性的樣品接收部，可以減小樣品從設(shè)備中泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。因此，本發(fā)明提供用于采集生物流體樣品的方便裝置，用于在許多診斷和其他生化測(cè)試中使用，包括測(cè)量免疫反應(yīng)(免疫測(cè)定)。本發(fā)明可能被應(yīng)用的用于執(zhí)行這種測(cè)試的已知系統(tǒng)在US5，622，868和W02004/090512A1中公開，這些專利將在下文中描述。已知的系統(tǒng)使用這些試劑，這些試劑經(jīng)歷可檢測(cè)到的顏色變化或引起帶顏色樣本的移動(dòng)，以對(duì)生物流體樣品中的分析物提供指示。通過利用具有合適波長(zhǎng)的電磁輻射照射試劑，所述系統(tǒng)可以被設(shè)置成用于檢測(cè)顏色變化，然后檢測(cè)在試劑附近設(shè)置的熱電轉(zhuǎn)換器顯微加熱時(shí)輻射的吸收。帶顏色樣本的移動(dòng)可以通過分析在電磁輻射對(duì)樣品的脈沖照射和由帶顏色樣本對(duì)輻射的吸收引起的轉(zhuǎn)換器的隨后顯微加熱之間的時(shí)間延遲而檢測(cè)。圖1是已知系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括承載有熱電轉(zhuǎn)換器的測(cè)試元件。參見該圖， 轉(zhuǎn)換器包括聚偏氟乙稀(PVDF)薄膜10，該薄膜在上和下表面上分別具有電極涂層12、14。 所述電極涂層由具有5nm-100nm厚度范圍的銦錫氧化物(ITO)形成。試劑16條帶采用任何合適的技術(shù)沉積在轉(zhuǎn)換器的上電極涂層12。電極涂層12和14經(jīng)由在測(cè)試元件上的暴露電接頭連接到測(cè)試儀。所述接頭(未示出)聯(lián)接到具有高的輸入阻抗的電荷放大器20的輸入上，而電荷放大器的輸出端接入到鎖相放大器22。測(cè)試儀的光源24——其為發(fā)光二極管(LED)的形式——設(shè)置成用于通過熱電薄膜10及其相聯(lián)的電極涂層照亮試劑條帶。該光源通過調(diào)制器26供給電力，該調(diào)制器提供典型地直至約15Hz的方波輸出。參考信號(hào)在線28上從調(diào)制器26輸入到鎖相放大
^^ 22 ο在該已知系統(tǒng)的使用中，生物流體樣品以已知的方式收集并沉積在盒的熱電轉(zhuǎn)換器的表面上，液滴的輪廓在圖中30處示出。在存在分析物等級(jí)時(shí)，合適地選擇的試劑在光學(xué)吸收上經(jīng)歷變化。來自光源24的合適波長(zhǎng)的光在試劑中吸收，引起局部區(qū)域18上的顯微加熱。該加熱通過轉(zhuǎn)換器感測(cè)并導(dǎo)致來自放大器20的輸出的變化。通過線28上參考信號(hào)的鎖相，放大器22能夠提供指示加熱和試劑內(nèi)的光吸收和生物流體樣品內(nèi)的分析物存在的敏感輸出信號(hào)。鎖相放大器22的輸出被數(shù)字化并且在合適的總線上輸送到微處理器。選擇的試劑類型將根據(jù)分析過程而廣泛地變化。例如，在對(duì)離子的測(cè)試中，可以采用PH和重金屬指示器染料，該染料在離子的螯合和粘合中改變顏色。已知用于血液和尿中的代謝物、藥物和生化物的化驗(yàn)的許多試劑。一個(gè)例子是撲熱息痛化驗(yàn)，其通過芳基酰胺酶 (arylacylamidase)由撲熱息痛產(chǎn)生氨基酸。在免疫化驗(yàn)中，試劑可以是蛋白質(zhì)或微生物抗原的形式。試劑還可以是抗體。該技術(shù)也適用于酶鏈免疫吸收劑化驗(yàn)(ELISA)中。圖2示例了實(shí)現(xiàn)圖1所示的已知系統(tǒng)的測(cè)試儀70和測(cè)試元件50。該測(cè)試元件50 呈單用途盒的形式，從而排除了污染和清洗潛在危險(xiǎn)的樣品材料的問題。測(cè)試元件50包括矩形形式的惰性透明基底。該基底在一端處設(shè)有電接頭54，使得測(cè)試元件能夠被插入到測(cè)試儀70內(nèi)。該基底承載有熱電轉(zhuǎn)換器，該熱電轉(zhuǎn)換器包括具有電極涂層12、14的PVDF薄膜10。井60限定在轉(zhuǎn)換器上，用于接收生物流體樣品。還是參考圖2，測(cè)試儀70包括設(shè)有狹槽72的外殼，測(cè)試元件50可以滑動(dòng)地接合到該狹槽中。外殼在內(nèi)部設(shè)有邊緣接頭74，該邊緣接頭設(shè)計(jì)成用于與在測(cè)試儀50上的電接頭54匹配。示意性地在76處示出的光源被置于外殼70內(nèi)，從而當(dāng)測(cè)試元件50被完全接合時(shí)與井60對(duì)準(zhǔn)。測(cè)試儀70含有電路(未示出)，該電路提供調(diào)制信號(hào)源、電荷放大器和鎖相放大器，如上面結(jié)合圖1所述的那樣。還提供了微處理器，該微處理器可以是商業(yè)上可獲得的形式，其連接成接收鎖相放大器的輸出并且用于控制顯示器78。本發(fā)明提供流體樣品采集設(shè)備，該流體樣品采集設(shè)備可以集成到上面結(jié)合圖1和 2所述的測(cè)試元件50中。包括根據(jù)本發(fā)明的樣品采集設(shè)備的測(cè)試元件在圖3中示出。該測(cè)試元件還在圖4中示出，為清楚起見移除了一些組件。參見圖3和4，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試元件是單用途盒101，該單用途盒設(shè)置成用于類似于圖2所示的測(cè)試儀。該盒101包括由聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸)模制的薄壁透明本體103。該本體103具有基本矩形的形狀，該本體的四個(gè)拐角中的一個(gè)拐角設(shè)有斜面105。 盒101還包括多個(gè)薄層107，該薄層與本體103 —起形成提供不同結(jié)構(gòu)的疊層，這將在下文中描述。盒101設(shè)有電接頭109，電接頭沿著本體的邊緣設(shè)置成，該接頭使得盒101能夠插入到測(cè)試儀(未示出)內(nèi)。盒101還承載了上文結(jié)合圖1和2所述類型的熱電轉(zhuǎn)換器111。 多個(gè)分析腔113設(shè)置成在轉(zhuǎn)換器111上。合適的試劑提供在鄰近轉(zhuǎn)換器111的上表面的腔 113 中。盒還包括樣品采集設(shè)備115，該樣品采集設(shè)備為模制到本體103內(nèi)的伸長(zhǎng)的樣品采集通道的形式。采集設(shè)備115設(shè)置成用于通過毛細(xì)作用抽吸流體樣品——在本例中是全血(未分離的)——到采集通道中。樣品采集設(shè)備115在圖5中更詳細(xì)地示出。參見該圖，伸長(zhǎng)的樣品采集通道117從采集端119——該采集端終止于本體103的設(shè)有斜面105的拐角處——延伸到傳送端121， 該傳送端終止于盒101內(nèi)并與分析腔113流體連通。采集通道117的兩端還與環(huán)境大氣流體連通，也就是說它們沒有被密封。樣品采集通道117的橫截面形狀是基本上半圓形的(由開有通道的板形成，該板通過平坦的蓋閉合)。該通道具有1. 15mm的寬度。樣品采集通道117的中間部設(shè)有樣品計(jì)量止動(dòng)件123，其設(shè)置成用于防止采集的樣品通過毛細(xì)作用穿過其的流動(dòng)。該樣品計(jì)量止動(dòng)件123包括樣品采集通道117的一部分表面，其涂敷有疏水蠟，該蠟優(yōu)選是不溶水的。疏水蠟至少部分地包圍樣品采集通道117，并沿著通道117的大約5mm的長(zhǎng)度而涂敷。通道117的樣品接收部被限定在通道的采集端119和計(jì)量止動(dòng)件123之間。樣品采集部的表面設(shè)有肝磷脂形式的親水涂層，該親水涂層還用作采集的血液樣品的抗凝血齊U。親水涂層減小了樣品和通道117的表面之間的接觸角，進(jìn)而增強(qiáng)了將樣品抽吸到設(shè)備 115內(nèi)的毛細(xì)作用。
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限定在采集端119和計(jì)量止動(dòng)件123之間的樣品接收部的容積大約為30 μ L。根據(jù)本發(fā)明，通道117的樣品接收部是非線性的。在圖5所示的實(shí)施方式中，樣品接收部基本為U形，具有一對(duì)基本平行的分支，所述分支通過限定大約180度的角度的彎曲部連接。如圖所示，鄰近通道117的采集端119的分支比鄰近樣品計(jì)量止動(dòng)件123的分支更長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明的樣品接收部的特殊形狀減小了采集到的樣品上的最大重力(裝置處于任何取向)，由此減小血液樣品從設(shè)備115中泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。在盒101的使用中，病人手指末端上的皮膚被刺破，樣品采集設(shè)備115的采集端 119出現(xiàn)在如此抽出的血液中。由于樣品采集通道117處于基本水平的取向中，血液通過毛細(xì)作用被抽吸到通道117的樣品接收部?jī)?nèi)。采集的血液樣品通過樣品計(jì)量止動(dòng)件123計(jì)量，這防止了血液通過毛細(xì)作用穿過其流動(dòng)。樣品計(jì)量止動(dòng)件123還用于控制采集到的血液樣品在通道117內(nèi)的位置。為進(jìn)行分析，含有采集到的血液樣品的盒101插入到測(cè)試儀內(nèi)。通過將真空源施加到與分析腔113流體連通的本體103的端口，血液樣品穿過樣品計(jì)量止動(dòng)件123而抽吸。 血液樣品被抽吸到分析腔113內(nèi)，在血液樣品中與試劑接觸時(shí)，所述試劑經(jīng)歷可檢測(cè)到的顏色變化或者引起帶顏色樣本朝著熱電轉(zhuǎn)換器111的表面移動(dòng)，以提供生物流體樣品中分析物的指示。顏色變化可以通過以下進(jìn)行檢測(cè)利用具有合適波長(zhǎng)的電磁輻射照射試劑，然后檢測(cè)由于熱電轉(zhuǎn)換器111的顯微加熱而引起的輻射的吸收。帶顏色樣本的移動(dòng)可以通過分析電磁輻射對(duì)樣品的脈沖照射和由染色樣本對(duì)輻射的吸收引起的轉(zhuǎn)換器111的隨后顯微加熱之間的時(shí)間延遲而被檢測(cè)。在采集血液樣品之后，在可以用于測(cè)試儀之前，盒101可能需要存儲(chǔ)或運(yùn)輸。即使是在不需要存儲(chǔ)或運(yùn)輸?shù)那闆r下，在可以插入到測(cè)試儀內(nèi)之前通常需要對(duì)盒101進(jìn)行一些處理。該處理一其例如可以包括改變盒101的取向一可能導(dǎo)致作用于血液樣品上的重力超過將樣品保持在通道117中的分子間作用力。然而，如同上面所述的樣品接收部的特殊形狀減小了在采集到的樣品上的最大重力，從而減小血液樣品從設(shè)備115中泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。這樣，可以避免對(duì)樣品采集通道117的采集端119進(jìn)行密封的需要，并且總體上提高血液樣品的安全性?，F(xiàn)在將結(jié)合圖6a_6d更詳細(xì)地解釋采集在設(shè)備115中的樣品的行為，這些圖是設(shè)備115處于不同取向中的示意圖。如同上面所述的，設(shè)備115的樣品接收部包括一對(duì)基本上平行的分支，該分支通過限定大約180度的角度的彎曲部連接。在樣品采集設(shè)備115的任何取向中，優(yōu)選是僅僅需要通過毛細(xì)作用支撐的樣品的豎直高度顯著地小于能夠通過毛細(xì)作用支撐的樣品的最大高度。尤其優(yōu)選的是，需要支撐的豎直高度小于能夠支撐的最大高度的50%、或者小于20%。在具有圓形橫截面的通道中能夠通過毛細(xì)作用支撐的樣品的最大高度通過如下等式給出h = 2 γ cos θ / (p gr)(1)其中h是能夠被支撐的樣品的豎直高度，Y是樣品和空氣之間的表面張力，θ是樣品和管的側(cè)面之間的接觸角，P是樣品的密度，g是重力加速度，r是樣品采集通道117 的半徑。需要被支撐的樣品的豎直高度在圖6a_6d的每個(gè)中用雙頭箭頭示例。在圖6a行業(yè)6b所示的取向中，需要被支撐的高度通過平衡在樣品接收部的每個(gè)分支中的液靜壓力而減小。在圖6c所示的取向中，液靜壓力完全得到平衡，從而沒有樣品高度需要通過毛細(xì)作用被支撐。在圖6d所示的取向中，沒有液靜壓力的平衡，但是需要被支撐的高度相對(duì)較小。可以理解的是，需要被支撐的樣品的最大豎直高度有利地與包含在線性采集通道中的樣品的高度進(jìn)行比較。盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合特殊的實(shí)施方式在這里進(jìn)行了描述，但是需要理解的是，這些實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明原理和應(yīng)用的示例。因此需要理解的是，許多變形可以應(yīng)用于示例的實(shí)施方式中且其他布置可以設(shè)計(jì)而不脫離通過后面的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。例如，在上述實(shí)施方式中，流體采集設(shè)備結(jié)合到具有分析腔和轉(zhuǎn)換器的盒內(nèi)。然而該流體采集設(shè)備可以在其自身上提供，以與分開的測(cè)試儀一起使用。可選地，流體采集設(shè)備可以結(jié)合到其他設(shè)備中，其中需要含水流體的樣品。上述實(shí)施方式的U形樣品采集部?jī)H僅是示例。在其他實(shí)施方式中，樣品接收部可以具有任何非線性的形狀。例如，樣品接收部可以包括通過彎曲部連接的一連串多個(gè)兩個(gè)的平行的分支?？蛇x地，部分樣品接收部可以是螺旋形的。通常，優(yōu)選地，樣品接收部定形用于減小能夠作用于采集到的樣品上的最大重力。
權(quán)利要求
1.一種用于含水流體的樣品采集設(shè)備，所述設(shè)備包括限定一伸長(zhǎng)的樣品采集通道的本體，所述通道具有開口端并且設(shè)置成用于通過毛細(xì)作用將流體抽吸到所述通道內(nèi)，其中，所述通道沿著其長(zhǎng)度的一部分設(shè)有樣品計(jì)量止動(dòng)件，所述樣品計(jì)量止動(dòng)件設(shè)置成防止流體通過毛細(xì)作用穿過其流動(dòng)，并且在采集端和所述樣品計(jì)量止動(dòng)件之間延伸的所述通道的樣品接收部是非線性的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述樣品計(jì)量止動(dòng)件包括所述通道的疏水的表面的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述通道的所述樣品接收部的表面是親水的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述通道的所述樣品接收部的表面設(shè)有親水涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樣品采集設(shè)備，所述樣品采集設(shè)備用于全血，其中，所述親水涂層包括選自肝磷脂、蛋白質(zhì)和糖中的至少一種。
6.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述通道的所述樣品接收部具有在0. 5mm到2. 5mm范圍內(nèi)的最大和最小橫向尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述樣品采集通道的橫截面形狀是基本上半圓形的。
8.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述通道的所述樣品接收部的容積在10 μ L到100 μ L的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述通道的所述樣品接收部限定至少一個(gè)彎曲部，每個(gè)彎曲部限定至少90度的角度。
10.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述通道的所述樣品接收部限定至少一個(gè)彎曲部，所述彎曲部的角度之和超過180度。
11.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述通道的所述樣品接收部限定至少兩個(gè)線性分支，相鄰的分支對(duì)通過至少一個(gè)彎曲部連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述通道的所述樣品接收部的每個(gè)筆直的分支具有在IOmm到50mm范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的樣品采集設(shè)備，其中，筆直的所述分支互相平行。
14.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，所述樣品采集通道在單一平面中延伸。
15.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，限定所述樣品采集通道的所述本體由塑料材料形成。
16.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，限定所述樣品采集通道的所述本體至少在樣品接收通道的區(qū)域中是透明的，從而使用者能夠看到流體在所述通道中的流動(dòng)。
17.—種測(cè)試元件，包括任一在前權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備，其中，限定樣品采集通道的所述本體還限定至少一個(gè)分析腔，所述至少一個(gè)分析腔與所述樣品采集通道的輸送端流體連通。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的測(cè)試元件，其中，每個(gè)分析腔具有分析試劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的測(cè)試元件，其中，限定所述樣品采集通道的所述本體還限定一端口，所述端口與所述至少一個(gè)分析腔流體連通，所述端口設(shè)置成用于連接到一真空源，以便使采集到的樣品抽吸通過所述樣品計(jì)量止動(dòng)件并進(jìn)入到所述至少一個(gè)分析腔內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的樣品采集設(shè)備或根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一項(xiàng)所述的測(cè)試元件，其中，限定所述樣品采集通道的所述本體具有矩形板狀的形狀。
21.根據(jù)任一在前權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備用于采集含水流體樣品的用途。
22.根據(jù)任一在前權(quán)利要求所述的樣品采集設(shè)備用于采集全血、血清、血漿或尿的用途。
全文摘要
這里公開的是用于含水流體、例如全血、血清、血漿或尿的樣品采集設(shè)備。該設(shè)備包括盒體，其限定伸長(zhǎng)的樣品采集通道，該通道具有開口端。該通道設(shè)置成用于通過毛細(xì)作用將流體抽吸到該通道內(nèi)。該通道沿著其長(zhǎng)度的一部分設(shè)有疏水涂層形式的樣品計(jì)量止動(dòng)件，其設(shè)置成用于防止流體通過毛細(xì)作用穿過其流動(dòng)。延伸在采集端和計(jì)量止動(dòng)件之間的通道的樣品接收部是非線性的，并且最后限定一對(duì)通過彎曲部連接的筆直的分支。通過這樣提供的非線性的通道，比較于傳統(tǒng)的線性通道，能夠作用于采集到的樣品上的最大重力得以減小，從而減輕樣品從設(shè)備中泄漏的趨勢(shì)并潛在地避免對(duì)通道的一個(gè)或兩個(gè)端部進(jìn)行密封的需要。通道的樣品接收部可以設(shè)有親水涂層，以增強(qiáng)毛細(xì)作用。特別適合用于全血樣品采集設(shè)備的親水涂層是肝磷脂，其還可以用作血液的抗凝血?jiǎng)?br> 文檔編號(hào)B01L3/00GK102481574SQ201080039008
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者A·M·克勞福德, C·馬歇爾, S·A·羅斯, T·J·N·卡特 申請(qǐng)人:維瓦克塔有限公司