專(zhuān)利名稱(chēng)：液體傳送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體傳送裝置，特別是在這樣的裝置中的量值限定，用于特定的實(shí)驗(yàn)室條件下的生化檢測(cè)試驗(yàn)。
近年來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多用手操作的這類(lèi)裝置。這些裝置設(shè)計(jì)成避免需要進(jìn)行任何復(fù)雜的步驟，從而適合于外行人使用。例如，為了避免試劑添加到被分析物中所需的定時(shí)工作順序，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了通過(guò)使用多路毛細(xì)流動(dòng)通道自動(dòng)按順序供給這些試劑的裝置。這些毛細(xì)管流動(dòng)檢定裝置的例子在專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)WO90/11519和共同未決的英國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)GB-2261283和GB2261284中有進(jìn)一步描述。
在這類(lèi)裝置的某些應(yīng)用中，用戶(hù)期待一種簡(jiǎn)單的顏色改變以確認(rèn)樣品中特定的分析物的存在。在其它的應(yīng)用中，用戶(hù)可能追求定量的結(jié)果，如顏色改變的特定程度，從而在這些應(yīng)用中，需要精確地測(cè)量出或限定加到該裝置上的樣品的所需量。
目前的作法是，測(cè)出樣品量值(sample volume)并加到檢定裝置的分析部位，該分析部位包含一定量的限定在特定區(qū)域內(nèi)的抗體。所述量的測(cè)量是使用手控吸管或毛細(xì)管進(jìn)行的。吸管是昂貴的精密儀器，為得到精確的結(jié)果需要很多技能。毛細(xì)管是較便宜的，并且可以包括一個(gè)限定樣品量的有孔塞。然而它們通常是由玻璃做的，從而大量使用容易破碎，而且無(wú)論如何一個(gè)無(wú)經(jīng)驗(yàn)的使用者可發(fā)現(xiàn)它們使用起來(lái)較困難。
如果加到分析部位的樣品量不確定，沉積的“錯(cuò)誤量”的樣品很可能超出了所限定區(qū)域的邊界。一般來(lái)說(shuō)這位于所限定區(qū)域的下游或旁邊的樣品不大可能產(chǎn)生大的不精確性，但是位于該限定區(qū)域上游的錯(cuò)誤樣品將被流經(jīng)該區(qū)的液體通過(guò)，在含于其中的有關(guān)的抗原和在分析部位的抗體之間發(fā)生反應(yīng)，從而最終導(dǎo)致不精確的結(jié)果。
一種公知的樣品量限定方法是結(jié)合一種用手操作的閥機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)將所限定量的樣品分割到檢定裝置中。在M.P Allen等人的臨床化學(xué)36(1990)P.1591-1597中描述了一種這樣的裝置。自動(dòng)完成樣品量的測(cè)量，從而出錯(cuò)的可能性大大降低。然而，由于該機(jī)構(gòu)包含精密移動(dòng)部件，所以制造費(fèi)用較高。
本發(fā)明的一個(gè)目的是以簡(jiǎn)單、花費(fèi)少、自動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)量值限定，避免使用機(jī)械移動(dòng)部件，而且與目前可得到的檢定裝置的類(lèi)型相適應(yīng)。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種毛細(xì)管流動(dòng)液體傳送裝置，該裝置包括從第一通道端部通向量值確定部位的第一流動(dòng)通道，和從第二通道端部開(kāi)始的第二流動(dòng)通道，該第二通道在相交區(qū)域內(nèi)與所述第一通道相交，所述相交區(qū)域接近所述量值確定部位，并相對(duì)于所述第一通道中的流動(dòng)處于該部位的上游，這些通道如此布置使得在所述第一和第二通道端部同時(shí)施加液體后，所述第二通道中的液流在所述第一通道中的液流之前到達(dá)相交區(qū)域。
在這種布置情況下，所施加的其量值要被限定的物質(zhì)如樣品擴(kuò)展超過(guò)量值確定部位進(jìn)入相交區(qū)域，在第一通道中的液流到達(dá)相交區(qū)域之前被第二通道中的液流帶走。
這提供了有效的量值限定，因?yàn)樵诒热缫环N試劑被送至量值確定部位之前，會(huì)除去過(guò)量的物料，所述過(guò)量會(huì)破壞用該裝置進(jìn)行檢定測(cè)試的可定量的結(jié)果。不象現(xiàn)有的量值限定技術(shù)那樣簡(jiǎn)單地限定所需量的比如樣品，本發(fā)明以一個(gè)由該裝置的使用自動(dòng)開(kāi)始的程序性步驟確保用液力除去過(guò)量的物料。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，設(shè)置一個(gè)第三流動(dòng)通道，該通道從第三通道端部開(kāi)始而且在另一個(gè)相交區(qū)域與所述第一通道相交，所述相交區(qū)域接近所述量值確定部位，并相對(duì)于所述第一通道中的流動(dòng)處于該部位的下游，所述第三通道如此布置使得在所述第一、第二和第三通道端部同時(shí)施加液體后，所述第三通道中的液流在所述第一通道中的液流之前到達(dá)所述另一個(gè)相交區(qū)域。
用這樣一種裝置，延展超過(guò)量值確定部位進(jìn)入該另一個(gè)相交區(qū)域的過(guò)量物料將在第一通道中的液流到達(dá)該相交區(qū)域之前被第三通道中的液流帶走。
通過(guò)在與量值確定部位接近并處于相對(duì)于第一通道中的流動(dòng)而位于其上游和下游的第二和第三流動(dòng)通道的設(shè)置，使量值確定部位的液壓平衡，這樣防止第二和第三通道中的液流轉(zhuǎn)移到該量值確定部位。
一般地，所施加的其量值要被限定的物質(zhì)是一種血清或尿試樣，但可以是如一種其量值需要被限定并用來(lái)為后來(lái)加到樣品中的試劑，或者一種其量值要被限定而用來(lái)后來(lái)加到一種試劑或樣品中的稀釋劑。
第二通道和/或第三通道在與第一通道相交后，最好通向廢液器。該廢液器接收從一個(gè)或多個(gè)相交區(qū)域帶走的過(guò)量物。
為了檢驗(yàn)該裝置的這種令人滿(mǎn)意的功能，它可以包括向使用者指示廢液器含量的裝置。這種裝置可以是一組窗口，所述窗口使得穿過(guò)裝置外殼看到廢液器，并且對(duì)廢液器內(nèi)的給定物質(zhì)的量提供可看見(jiàn)的指示。
最好使該裝置的流動(dòng)通道適合于防止第一通道中的液體流動(dòng)被第二和/或第三通道中的流動(dòng)轉(zhuǎn)向，并且通過(guò)在該裝置中設(shè)置至少一個(gè)另外的流動(dòng)通道而提供液壓流動(dòng)平衡可以做到這一點(diǎn)。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種第一液體傳送裝置，用于通過(guò)毛細(xì)作用將液體輸送到由多個(gè)邊界限定的部位，一種物質(zhì)要被加到所述部位。
施加的物質(zhì)的量至少足夠填滿(mǎn)所述部位，使得物質(zhì)可以擴(kuò)散超出所述部位的邊界；和提供第二液體傳送裝置，一旦所述第一液體傳送裝置被操作，第二液體傳送裝置通過(guò)毛細(xì)作用自動(dòng)輸送液體而在所述第一液體傳送裝置輸送液體到所述部位之前夾帶并移走擴(kuò)散超出所述部位邊界的物質(zhì)。
該物質(zhì)可以通過(guò)分離膜的方法加到所述部位，所選擇的組分可穿過(guò)所述膜。
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的特別的實(shí)施例，在附圖中

圖1a和1b表示按照本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施方案；圖2表示這種裝置的第二個(gè)實(shí)施方案；圖3描述圖2所示的裝置的模擬電路；和圖4a-7b分別表示關(guān)于生物化學(xué)檢定步驟的另外的實(shí)施方案。
圖1a和1b表示一種分析測(cè)試裝置1，包括一片多孔材料，用于將兩種試劑X和Y相繼供給分析位置S。該裝置的特征是有若干相連的通道，其中的四個(gè)，A、B、C和D呈“腿形”，其自由端適合同時(shí)插入含有一種適當(dāng)?shù)木彌_溶液的貯液池2中。一個(gè)橫向的共用通道E連接這四個(gè)腿的另一端，在該通道中，在兩個(gè)腿A和C的端部之間及C和D的端部之間分別設(shè)置用于試劑X和Y的位點(diǎn)。
量值確定部位是一個(gè)樣品位點(diǎn)S，在這種情況下它是分析部位，并位于腿A和B端部之間的通道E的一部分中。典型的情況是在該位置容納一種抗體，該抗體能與合于所施加的樣品中的有關(guān)的一種抗原反應(yīng)。
當(dāng)液體被引入腿C和D的端部后，液體利用毛細(xì)作用經(jīng)過(guò)該多孔材料被向上吸引，直到它到達(dá)橫向通道E，然后它沿著該通道E移向分析部位S，溶解并夾帶試劑X和Y使它們隨后依次供給分析部位。這種自動(dòng)相繼供給的基礎(chǔ)技術(shù)公開(kāi)在上面提到的公開(kāi)文獻(xiàn)WO90/11519中，并且它可作為對(duì)這類(lèi)裝置更詳細(xì)描述的參考文獻(xiàn)。
一種流體試樣，如可以是尿或血清，在該裝置工作之前被加到分析部位S。這可以通過(guò)將一定量的樣品涂敷在一操作“窗口”上而完成，這是在一個(gè)圍繞該測(cè)試裝置的多孔材料的殼體(未示出)中實(shí)現(xiàn)的。分析部位S由固定的抗體區(qū)限定，但是可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)過(guò)量的樣品3積于其中或進(jìn)入多孔材料中，該過(guò)量的樣品能夠影響檢定過(guò)程，使得最后可能得到錯(cuò)誤的結(jié)果。腿A和B如圖1所示相對(duì)于分析部位S對(duì)稱(chēng)布置，該裝置還有一個(gè)特征是設(shè)有另外的廢液通道F和G，所述通道F和G在部位S的兩側(cè)，從通道E橫向延伸，并且位于通道E的與腿A和B的相對(duì)側(cè)。橫向通道E越過(guò)分析部位S向下游延續(xù)進(jìn)入廢液通道H，在該通道H中最終沖洗反應(yīng)后得到的廢產(chǎn)物。
由圖1b可看到該裝置的操作。一旦使該裝置工作(通過(guò)同時(shí)將腿A、B、C和D端部插入貯液池2)，液體在毛細(xì)作用下沿所有四個(gè)腿流動(dòng)并進(jìn)入橫向共同通道E。來(lái)自腿A和B的液體流過(guò)分析部位S并分別進(jìn)入廢液通道F和G，而且經(jīng)過(guò)接近分析部位S兩側(cè)的理論上的“相交(interception)區(qū)域”，該流動(dòng)夾帶或“切掉”過(guò)量樣品3，并將它帶入廢液通道F和G，只留下與分析部位的固定區(qū)域相應(yīng)的定量的樣品。后來(lái)被來(lái)自通道C和D的液流溶解的試劑X和Y相繼供給該分析部位，并與所限量的樣品一起發(fā)展成使使用者得到所檢測(cè)的量的指示，然后全部廢產(chǎn)物通過(guò)連續(xù)流入廢液通道H而被沖洗。同時(shí)，過(guò)量樣品3被保持限制在廢液通道F和G中并且不會(huì)由于擴(kuò)散而改向流入樣品部位。因而本方法中沒(méi)有另外的部分。因而重要的是，在這樣的裝置中攜帶除去的過(guò)量樣品的流動(dòng)在沖洗液體和后來(lái)的試劑開(kāi)始在分析部位流動(dòng)之前已經(jīng)停止。
事實(shí)上，實(shí)際的試驗(yàn)已經(jīng)表明試劑供給分析部位被來(lái)自腿A、B和C的流動(dòng)干擾(以圖1b中的虛線表示)，為了減小這個(gè)問(wèn)題，圖2中表示出對(duì)該裝置的液壓回路的改進(jìn)。在該實(shí)施方案中，橫向通道I連接腿D的端部和分析部位S，同時(shí)另外的橫向通道J連接腿C的端部和腿B及A的端部。如圖2所示，平行的橫向通道I和J在結(jié)點(diǎn)N1和N2處相連。通道I和J向下游延續(xù)進(jìn)入共用廢液器T。
很好理解的是，液流和液壓與電流和電壓相似，對(duì)流動(dòng)的液阻相當(dāng)于電阻。然而，在多孔介質(zhì)中的液流顯示出某些層狀特性，并在各通道內(nèi)形成分開(kāi)的子流。圖2表示液壓回路的每部分的液體阻力R1至R10，并在圖3中給出模擬電路。正如由該圖所看到的，電路包括電阻R1至R10，并設(shè)有雙重電橋，而且通過(guò)仔細(xì)選擇這些電阻的相對(duì)值可在結(jié)點(diǎn)N1和N2處產(chǎn)生零電流。在相當(dāng)?shù)囊簤夯芈分邢嗨频囊毫ζ胶獠贾媒Y(jié)果會(huì)在橫向通道I和J被充滿(mǎn)后在這些通道的結(jié)點(diǎn)N1和N2處之間達(dá)到零流量。將會(huì)意識(shí)到的是通道A和B中的流動(dòng)和樣品區(qū)下游T處的子流(以點(diǎn)劃線表示)對(duì)雙橋液力網(wǎng)絡(luò)中的流動(dòng)起作用。該裝置將仍達(dá)到初始的“切掉”來(lái)自分析部位S的過(guò)量樣品的效果，但是一旦出現(xiàn)充滿(mǎn)，橋回路將平衡，而且流動(dòng)將繼續(xù)使得試劑X和Y可以被供給分析部位，而通道I中的流動(dòng)不被通道J中的流動(dòng)干擾。過(guò)量的樣品仍將留在廢液通道F和G中，從而不能干擾該方法。
在只需要從A到F的流動(dòng)除去分析部位的上游的過(guò)量樣品(該過(guò)量導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確)時(shí)，需要從B到G穿過(guò)分析部位下游的相交區(qū)域的流動(dòng)以提供穿過(guò)該部位的液力平衡，從而防止任何液體流動(dòng)轉(zhuǎn)向經(jīng)過(guò)該部位。
正如可以從上面看到的，通過(guò)液壓回路的恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，一旦過(guò)量的樣品已被切掉并從分析區(qū)帶走后，可建立平衡的流動(dòng)，這樣限定了正確的樣品量。下面描述本發(fā)明的用于生化檢定步驟的裝置的三個(gè)特定的實(shí)施例。實(shí)施例1圖4表示一種由多孔材料Millipore AP25濾紙制成的毛細(xì)流動(dòng)回路型分析裝置20。它可被用于在固定區(qū)域中指示一種尿樣中的懷胎激素HCG的存在。
通過(guò)剪切或蠟印不透隔層形成液體通道。通道21從通道端部35延伸，經(jīng)過(guò)加寬的共用流動(dòng)區(qū)33連到廢液器24。該共用流動(dòng)區(qū)通過(guò)通道26經(jīng)通道端部36與液體源22相連。分析部位23位于共用流動(dòng)區(qū)33中，與通道21成一線并和到廢液器24的連接段成一直線。該共用流動(dòng)區(qū)33還包括通道25和28，它們可通過(guò)通道26連接液體源22。通道25與通道21相交并相連，并終止于廢液器27。通道28也與通道26相連，與通道21相交并相連，并終止于一個(gè)單獨(dú)的廢液器29。設(shè)置一個(gè)條形不透隔層32，用以在分析部位23和從通道26來(lái)的到達(dá)共用流動(dòng)區(qū)33的物流之間設(shè)置障礙。
一個(gè)藍(lán)色膠乳顆粒區(qū)30設(shè)置在通道21中，所述顆粒涂有一種HCG的第二抗體，它可被自由地?cái)y帶并與液體流一起沿通道移動(dòng)。限定的HCG的第一抗體區(qū)31設(shè)置在分析部位23處，所述抗體被固定到多孔材料的一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)，如圖4a所示。
使用時(shí)，分析用尿樣被加到分析部位23處而且樣品中存在的HCG激素開(kāi)始與被固定的第一抗體結(jié)合。在此步驟，樣品量未被限定，而且過(guò)量的樣品進(jìn)入特定的固定區(qū)31之外的過(guò)量區(qū)37(圖4b)。
重要的是針對(duì)該裝置的材料的厚度選擇所施加的樣品量，使得要被限定的樣品量基本上均勻分布，至少在由區(qū)31限定的材料內(nèi)均勻分布。進(jìn)一步而言，正如該例和后面的例子的實(shí)際需要，所施加的樣品量必須不超過(guò)該量值限定裝置的能力。例如分析部位23左側(cè)的過(guò)量樣品量37必須小于廢液器27的液體容量。該裝置通過(guò)通道21和26的端部35和36與液體源22相連，如圖4b所示，并且液體在毛細(xì)作用下開(kāi)始沿這些通道流動(dòng)。選擇通道的長(zhǎng)度使得液體在通道26中向上并分別沿通道25和28流動(dòng)，在橫向條32和分析部位23兩側(cè)流過(guò)，并將過(guò)量的尿樣分別沖洗到廢液器27和29中，然后來(lái)自通道21的液體到達(dá)共用流動(dòng)區(qū)33。這個(gè)過(guò)程在圖4c中表示，在該圖中整個(gè)共用流動(dòng)區(qū)已變充滿(mǎn)。同時(shí)，液體在通道21中持續(xù)流動(dòng)并和該通道中的反向物流(以箭頭表示)在第二抗體區(qū)30相遇。一旦充滿(mǎn)后，包括夾帶的涂有第二抗體的藍(lán)色膠乳顆粒的通道21中的所有液體開(kāi)始流向分析部位23和廢液器24。在涂有第二抗體30的藍(lán)色膠乳顆粒到達(dá)分析部位23之前液體流動(dòng)用于將來(lái)自分析部位的任何游離樣品39由分析部位沖洗入廢液器24(圖4d)。存在于樣品中的現(xiàn)在與固定在分析部位的第一抗體31結(jié)合的所有HCG抗原與藍(lán)色膠乳顆粒結(jié)合從而形成顯示給使用者HCG抗原存在量指示的視覺(jué)指示。液體流動(dòng)還用于將未結(jié)合的膠乳顆粒洗入廢液器24，并靠此可見(jiàn)地增強(qiáng)分析部位的任何結(jié)合。當(dāng)廢液器24完全充滿(mǎn)時(shí)流動(dòng)終止。
在樣品量已如上所述被限定后，重要的是防止從通道26到達(dá)的物流加入并干擾通道21中移向分析部位23的物流。這一點(diǎn)可通過(guò)布置通道21、25、26和28的尺寸形成液橋回路使得橋被平衡而得到沿停滯線38(圖4c)的零流動(dòng)來(lái)達(dá)到。這種設(shè)計(jì)可通過(guò)計(jì)算、計(jì)算機(jī)模擬或通過(guò)重復(fù)的經(jīng)驗(yàn)確定法來(lái)完成。
正如前面所解釋的，設(shè)計(jì)過(guò)量樣品廢液器使得廢產(chǎn)物被保持收集于其中，因而重要的是這些產(chǎn)物不會(huì)干擾該方法的后續(xù)階段。為監(jiān)視這種情況，可以設(shè)置“樣品太多”或“樣品太少”指示物。圖4e表示容納在一殼體P內(nèi)的圖4a的裝置的詳情，所述殼體設(shè)有兩個(gè)透明窗口W1和W2，所述窗口與廢液器27重合。如果樣品是帶顏色的(如血)，在一個(gè)或兩個(gè)窗口中出現(xiàn)該顏色，指示存在收集的過(guò)量樣品。如果樣品是無(wú)色的，那么可以向廢液器中加入一種與樣品產(chǎn)生比色反應(yīng)的化學(xué)品。圖4e表示一種令人滿(mǎn)意的結(jié)果，在穩(wěn)定狀態(tài)下只在窗口W2中出現(xiàn)顏色。如果在任何窗口都不出現(xiàn)顏色，那么這提供了一個(gè)“樣品太少”指示，如果在兩個(gè)窗口W1和W2都出現(xiàn)顏色，那么這提供了一個(gè)“樣品太多”指示。在這兩情況下使用者被提醒樣品量不適于進(jìn)行精確的測(cè)試。實(shí)施例2圖5表示一個(gè)毛細(xì)流動(dòng)回路型的分析裝置40，結(jié)構(gòu)大體如實(shí)施例1所述，但是設(shè)有線性模擬顯示以指示定量的結(jié)果。它的目的是定量表示存在于血清樣品中的膽固醇量。
通道41從用于液體施加的端部42延伸，經(jīng)過(guò)加寬的共用流動(dòng)區(qū)44至廢液器43。通道45從端部46延伸到共用流動(dòng)區(qū)44并分成兩通道47和48，所述通道47和48與通道41相連。第三通道49連接端部50和通道41的兩點(diǎn)之間的中部，所述兩點(diǎn)為通道47和48與通道41相連處。在共用流動(dòng)區(qū)44設(shè)置不透液的條51、52和53。在通道45和49與共用流動(dòng)區(qū)44相連處之間的平行條51和52限定了其間的第一固定區(qū)54，并且在這相應(yīng)于樣品部位的特定區(qū)中，定量的膽固醇酯酶和膽固醇氧化酶被固定在多孔材料上。在旁邊設(shè)置的不透液條53處是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的第二固定區(qū)55，在一種比色基質(zhì)上的辣根過(guò)氧化物酶(HRP)被固定到多孔材料上。條53將多孔材料分成兩個(gè)平行通道41a和41b，區(qū)55在通道41b中，而且該區(qū)與第一固定區(qū)54成直線布置。
使用時(shí)，將未定量的血清樣品56加到第一固定區(qū)，過(guò)量的血清57進(jìn)入?yún)^(qū)54邊界之外處。然后將通道41、45和49的各自端部42、46和50同時(shí)插入一個(gè)液體源60(圖5b)中，使液體開(kāi)始在這些通道中流動(dòng)。選擇在通道端部46和第一區(qū)54之間的通道45和47聯(lián)合長(zhǎng)度及通道45和48的聯(lián)合長(zhǎng)度，使得液體在區(qū)54的兩側(cè)周?chē)鬟^(guò)，然后使通道41和49中的液體到達(dá)共用流動(dòng)區(qū)44。該初始液流將過(guò)量血清57沖入通道41中，到達(dá)不透液的條52的左側(cè)如圖4b所示。同時(shí)，液體繼續(xù)在通道41和49中流動(dòng)并且反向物流最終在這些通道中相遇。在這期間，含于血清樣品中并且其量已被自動(dòng)限定的膽固醇與定量的被固定的膽固醇酯酶和膽固醇氧化酶在第一區(qū)54中反應(yīng)，得到與膽固醇存在量成正比的一定量的過(guò)氧化氫。然后過(guò)氧化氫被液體流動(dòng)攜帶開(kāi)始向上流動(dòng)，這樣結(jié)束了第一培育階段。假設(shè)樣品操作后，該裝置很快與貯液器60相連，則產(chǎn)生過(guò)氧化氫的培育階段通過(guò)在各通道中的液體移動(dòng)時(shí)間來(lái)自動(dòng)計(jì)時(shí)。
然后正比于樣品中的膽固醇量的過(guò)氧化氫“塊”沿通道41b上升(圖5c)并與第二固定區(qū)域55中的HRP和比色基質(zhì)反應(yīng)。這樣產(chǎn)生一種不溶的帶顏色產(chǎn)物63，當(dāng)過(guò)氧化氫隨后在通道41b中上升時(shí)反應(yīng)消耗過(guò)氧化氫，產(chǎn)生一條帶顏色的線或帶，其長(zhǎng)度與血清樣品中的膽固醇量成正比(圖5d)。使用者可以由在該裝置外殼(未示出)上的刻度讀出膽固醇的量。
在樣品量已被如上所述限定后，重要的是防止來(lái)自各通道的流動(dòng)干擾過(guò)氧化氫“塊”和它在通道41b中的上升。這也是通過(guò)設(shè)置尺寸和各種通道的定位產(chǎn)生平衡的液壓回路使得充滿(mǎn)時(shí)在通道41a和41b之間沒(méi)有流動(dòng)來(lái)達(dá)到的。該塊會(huì)筆直地移入固定部位55，而且過(guò)量的樣品57將在通道41a中被洗滌，筆直向上地進(jìn)入廢液器43(圖5d)。實(shí)施例3圖6表示另一種分析裝置70，該裝置也采用多孔材料中的毛細(xì)流動(dòng)回路型。該例也涉及膽固醇分析和線性模擬結(jié)果，而且使用與上述實(shí)施例2相同的化學(xué)過(guò)程，該裝置的區(qū)別特征是它可以被制成更緊密的型式，只使用兩個(gè)通道而不是三個(gè)連接液體源。
通道71從端部72延伸到貯液器73。通道74從端部75經(jīng)通道76和77延伸并連接通道71。通道71被平行的不透液條分成通道71a、71b和71c，所述條由有序部分78、79、80和81、82構(gòu)成，如圖6a所示。相應(yīng)于樣品部位的第一固定區(qū)83位于條79和81之間并由含有膽固醇酯酶和膽固醇氧化酶的區(qū)域限定。HRP被固定在比色基質(zhì)84上的區(qū)域構(gòu)成第二固定區(qū)，該區(qū)充滿(mǎn)了通道71b中的條80和82之間的條狀物料。
使用時(shí)將未定量的血清樣品加到第一固定區(qū)，進(jìn)入該區(qū)邊界之外而在周?chē)ǖ乐挟a(chǎn)生過(guò)量85(圖6a)。
然后通道端部72和75連接液體源90(圖6b)。當(dāng)來(lái)自通道74的液體經(jīng)過(guò)通道76和77在來(lái)自通道71的液體之前到達(dá)樣品時(shí)，該液體圍繞不透性條81的兩側(cè)流動(dòng)并將過(guò)量血清85沖入通道71中(圖6b)。同時(shí)，液體從通道端部72在通道71中持續(xù)流動(dòng)，相反方向的物流在所示的92和93處相遇，液體從此處移向固定區(qū)和廢液器73。按照與例2的裝置的操作相似的方式，過(guò)氧化氫“塊”94在第一區(qū)83處產(chǎn)生并被帶入通道71b中的第二區(qū)84，在此處它與其中的HRP和比色基質(zhì)開(kāi)始反應(yīng)(圖6c)。同樣產(chǎn)生一個(gè)色帶95，其長(zhǎng)度與所測(cè)的血清樣品中的膽固醇量成正比(圖6d)。
在樣品量已被限定后，重要的是防止進(jìn)入或離開(kāi)該分析通道71b的除軸向以外的流動(dòng)。這可以通過(guò)布置裝置的幾何形狀產(chǎn)生平衡的液橋回路，使得一旦充滿(mǎn)就沒(méi)有穿過(guò)通道之間的連接處96和97的流動(dòng)出現(xiàn)而達(dá)到。
顯然，按照本發(fā)明可為許多不同的分析測(cè)試設(shè)計(jì)許多其它裝置，在每種情況中，布置成初始的液體流動(dòng)自動(dòng)除去所限定的反應(yīng)區(qū)周?chē)倪^(guò)量樣品，后來(lái)的流動(dòng)使該除去的過(guò)量物料不會(huì)干擾分析的后續(xù)階段。
本發(fā)明可以結(jié)合如US5240862號(hào)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中所述的血漿/紅細(xì)胞分離膜等分離膜使用。這樣的膜截留紅細(xì)胞但允許血漿通過(guò)。
按照本發(fā)明，在裝置中使用的分離膜表示在圖7a和7b中。圖7a中血漿的主體流動(dòng)是沿分離膜100的流動(dòng)，全部血液被加到保持區(qū)101，該區(qū)布置成與血漿量限定區(qū)102相鄰并對(duì)稱(chēng)。保持區(qū)的尺寸設(shè)置成使紅細(xì)胞被保留在該區(qū)內(nèi)，同時(shí)血漿可充滿(mǎn)并延伸超出血漿量限定區(qū)102之外，其量值通過(guò)按本發(fā)明的后續(xù)的液流來(lái)確定。圖7b中血漿的主體流動(dòng)是橫穿分離膜110的平面的流動(dòng)，在這種情況下分離膜覆蓋并延伸超出血漿量限定區(qū)111。
例如X-flow PS21分離膜適宜這種應(yīng)用。
應(yīng)當(dāng)注意到，每種裝置最好還包括圍繞多孔材料的外殼，樣品可以經(jīng)過(guò)該外殼施加，還可以另外包括使該裝置與液體源相連的裝置，以確保液體被同時(shí)加到每個(gè)適當(dāng)通道的末端。
為使該裝置更緊湊，它們不必是平面型而可以是折疊的或由形成各通道的多個(gè)重合的層構(gòu)成，在不同層之間設(shè)置相互連接處。
上述例子使用如濾紙這樣的適宜毛細(xì)流動(dòng)的多孔材料。然而本發(fā)明還可以用于采用非多孔材料毛細(xì)作用的裝置中，這樣的裝置仍可以提供液壓回路，該回路可被設(shè)計(jì)成在構(gòu)成通道被充滿(mǎn)時(shí)產(chǎn)生所需要的流動(dòng)狀態(tài)。
還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，按照本發(fā)明的特別的裝置實(shí)施方案甚至其它裝置并不用來(lái)限定于檢定應(yīng)用。
本發(fā)明以附圖表明的和上面描述的實(shí)施方案僅作為實(shí)例給出，應(yīng)當(dāng)理解這些方案不以任何方式限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍希望包括落入所附權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種毛細(xì)流動(dòng)液體傳送裝置，包括從第一通道端部通向量值確定部位的第一流動(dòng)通道，和從第二通道端部開(kāi)始并在相交(interception)區(qū)域內(nèi)與所述第一通道相交的第二流動(dòng)通道，所述相交區(qū)域接近所述量值確定部位，并相對(duì)于所述第一通道中的流動(dòng)位于該部位的上游，這些通道如此布置使得在所述第一和第二通道端部同時(shí)施加液體后，所述第二通道中的液流在所述第一通道中的液流之前到達(dá)相交區(qū)域。
2.按權(quán)利要求1的裝置，其特征是設(shè)有第三流動(dòng)通道，該通道從第三通道端部開(kāi)始并與所述第一通道在另一個(gè)相交區(qū)域相交，該相交區(qū)域接近所述量值確定部位，并相對(duì)于所述第一通道中的流動(dòng)位于該部位的下游，所述第三通道如此布置使得在所述第一、第二和第三通道端部同時(shí)施加液體后，所述第三通道中的液流在所述第一通道中的液流之前到達(dá)所述另一相交區(qū)域。
3.按權(quán)利要求1或2的裝置，其特征是所述第二通道在與所述第一通道相交后通向廢液器。
4.按權(quán)利要求3的裝置，包括用于指示廢液器的含液量的裝置。
5.按權(quán)利要求4的裝置，包括圍繞液體流動(dòng)通道的殼體，具有至少兩個(gè)窗口的指示裝置，能通過(guò)廢液器的殼體看到廢液器內(nèi)部，給使用者提供廢液器內(nèi)的一種給定的物質(zhì)的量的可看見(jiàn)的指示。
6.按權(quán)利要求3-5的任一個(gè)的裝置，其特征是所述第三通道在與所述第一通道相交后通向廢液器。
7.按權(quán)利要求2-6的任一個(gè)的裝置，其特征是流動(dòng)通道適合于防止所述第一通道中的液體流動(dòng)被所述第二和第三通道中的流動(dòng)改變方向。
8.按權(quán)利要求7的裝置，其特征是至少還包括一個(gè)流動(dòng)通道以提供液壓流動(dòng)平衡。
9.按前述權(quán)利要求的任一個(gè)的裝置，其特征是量值確定部位位于一個(gè)生物化學(xué)檢定分析裝置中的樣品施加部位。
10.按權(quán)利要求9的裝置，其特征是第一通道含有至少一種試劑，用于夾帶到從中經(jīng)過(guò)的液體物流中。
11.按權(quán)利要求9或10的裝置，其特征是量值確定部位含有一種試劑，用于分離和/或固定要被分析的樣品中的成分。
12.按前述權(quán)利要求的任一個(gè)的裝置，其特征是所有通道都由單塊多孔材料形成。
13.一種操作液體傳送裝置的方法，包括提供第一液體傳送裝置，用于在毛細(xì)作用下將液體輸送到由多個(gè)邊界限定的部位，在該部位將施加一種物質(zhì)；以至少足以充滿(mǎn)所述部位的量施加物質(zhì)，使得該物質(zhì)可以擴(kuò)散超出所述部位的邊界；和提供第二液體傳送裝置，一旦所述第一液體傳送裝置操作后，自動(dòng)在毛細(xì)作用下輸送液體以在所述第一液體輸送裝置輸送液體到達(dá)所述部位之前夾帶并移走超出所述部位邊界的物質(zhì)。
14.按權(quán)利要求13的方法，其特征是所述物質(zhì)借助于分離膜加到所述部位，所選擇的成分可以通過(guò)所述膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及液體傳送裝置，特別是用于特定的實(shí)驗(yàn)室條件下的化學(xué)檢定測(cè)試的這類(lèi)裝置中的量值限定。在毛細(xì)流動(dòng)液體傳送裝置中，液體沿通道被輸送到量值限定部位，如樣品部位，在該部位樣品已被過(guò)量施加。第二通道通向理論上的相交區(qū)域并與之相交，該區(qū)域相對(duì)第一通道中的流動(dòng)位于所述部位的上游。該裝置設(shè)計(jì)成使得當(dāng)液體流動(dòng)在兩通道中同時(shí)開(kāi)始時(shí)，在第二通道中的物流在第一通道中的物流到達(dá)該相交區(qū)域之前到達(dá)該相交區(qū)域并帶走任何過(guò)量的樣品。這樣自動(dòng)地防止過(guò)量的樣品被帶到主物流中并影響分析結(jié)果。
文檔編號(hào)B01L3/00GK1120820SQ9419171
公開(kāi)日1996年4月17日 申請(qǐng)日期1994年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月7日
發(fā)明者R·A·邦斯, S·J·施塔斯莫爾, G·H·G·H·托普 申請(qǐng)人:英國(guó)技術(shù)集團(tuán)有限公司