專利名稱：樣品收集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樣品收集裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠測(cè)量樣品的量的一次性生物樣品收集和排出裝置。
背景技術(shù)：
樣品收集裝置是芯片上實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)領(lǐng)域中的核心部件，其被廣泛用于蛋白質(zhì)芯片、DNA芯片、藥物輸送系統(tǒng)、微全分析系統(tǒng)(micro total analysis system)、 微反應(yīng)器等，要求精確的液體控制。特別地，用于疾病診斷或化學(xué)分析的樣品收集裝置主要用于收集各種液相的生物樣品，諸如尿、血液、體液、唾液等以及它們的混合樣品。因此，樣品收集裝置的材料和結(jié)構(gòu)必須根據(jù)要被收集的樣品的種類和樣品的使用而被適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，當(dāng)樣品收集裝置用于疾病診斷時(shí)，由于其一次性的特點(diǎn)，樣品收集裝置通常使用聚合物來(lái)制造。當(dāng)使用聚合物時(shí)，可以使用可注塑成型(injection-moldable)的熱固性聚合物材料，也可以使用其它材料諸如木材、紙等。此外，樣品收集裝置通過(guò)直接加工聚合物或者通過(guò)形成模具并將聚合物轉(zhuǎn)移到模具來(lái)制造。此時(shí)，用于收集和排出樣品的通道結(jié)構(gòu)必須設(shè)計(jì)成能夠方便、快速且容易地收集和排出精確量的樣品。在常規(guī)的生物樣品收集裝置中，已經(jīng)提出了用于收集病人的尿液的尿液收集裝置、使用吸收性材料收集嬰兒尿液的裝置等。然而，常規(guī)的樣品收集裝置具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，難于收集和排出準(zhǔn)確量的樣品。特別地，在診斷生物芯片的情形下，用于診斷的樣品的量必須被精確地控制，從而保證傳感器讀取的準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性。然而，由于常規(guī)樣品收集裝置不能容易地收集和排出精確體積的樣品，所以難以保證傳感器的讀取的準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性。此外，由于大多數(shù)裝置具有用于收集大量樣品的結(jié)構(gòu)而不是少量的樣品，所以其不適于主要使用少量樣品的疾病診斷領(lǐng)域。而且，當(dāng)使用諸如纖維素、海綿等吸濕材料來(lái)收集樣品時(shí)，樣品溢出的可能性大， 準(zhǔn)確體積的樣品不能被收集和排出。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這些問(wèn)題，本發(fā)明指向能夠收集和排出恒定量的樣品的樣品收集裝置。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種樣品收集裝置，該樣品收集裝置包括流體通道，具有管狀，并具有形成在與樣品注入口以預(yù)定距離間隔開(kāi)的位置處的開(kāi)口，該樣品注入口形成在流體通道的一端處；以及調(diào)節(jié)部件，耦接到流體通道的另一端，被插入到流體通道中并調(diào)節(jié)收集樣品的排出。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其它的特征以及優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得更加明顯，附圖中 圖IA和圖IB是示出根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的樣品收集裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2A和圖2B是示出使用根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的樣品收集裝置進(jìn)行樣品的收集和排出操作的視圖；圖3A至圖3C是示出使用根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的樣品收集裝置的傳感器的讀取的視圖。
具體實(shí)施例方式在下文參照附圖更全面地描述本發(fā)明，本發(fā)明的示范性實(shí)施例在附圖中示出。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實(shí)施，而不被解釋為限于這里闡述的實(shí)施例。圖IA和圖IB是示出根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的樣品收集裝置的結(jié)構(gòu)的視圖，其中圖IA是前視圖，圖IB是俯視圖。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的樣品收集裝置100包括流體通道110以及耦接到流體通道Iio的調(diào)節(jié)部件120。流體通道110具有管形，所收集的流體存儲(chǔ)在其內(nèi)部空間112中。盡管在附圖中示出流體通道110具有圓形橫截面的管形，但是流體通道110不限于此，而是可以是具有各種橫截面的管形。注入口 116形成在流體通道110的一端處，樣品通過(guò)注入口 116來(lái)收集和排出。注入口 116可以具有傾斜的橫截面，使得樣品能夠容易地收集。流體通道110包括形成在與注入口 116以預(yù)定距離間隔開(kāi)的位置處的開(kāi)口 114。 開(kāi)口 114形成在流體通道110的表面的一部分處，以在收集樣品時(shí)幫助空氣的流動(dòng)。盡管在附圖中示出開(kāi)口 114具有橢圓形，但是開(kāi)口 114不限于此，而是可以在數(shù)量和形狀上變化。 開(kāi)口的位置可以考慮要被收集的樣品的體積來(lái)確定。調(diào)節(jié)部件120耦接到流體通道110的另一端，并被插入到流體通道110中以調(diào)節(jié)所收集樣品的排出。也就是，調(diào)節(jié)部件120可以用作一種活塞，其被插入到流體通道110中并在流體通道110的縱向方向上移動(dòng)。為了排出儲(chǔ)存在流體通道中的全部或部分樣品，調(diào)節(jié)部件120的移動(dòng)被調(diào)節(jié)。當(dāng)然，樣品可以使用其它手段諸如重力等代替調(diào)節(jié)部件120而排出。這里，流體通道110和調(diào)節(jié)部件120可以由聚合物形成，例如從由環(huán)烯烴共聚物 (COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)烯烴聚合物(COP)、液晶聚合物(LCP)、 聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚酰亞胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯醚 (PPE)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯醚砜(PES)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、氟化乙烯丙烯(FEP)、過(guò)氟烷基化物(perfIuoralkoxyalkane，PFA)和環(huán)氧組成的組中選出的一種或兩種或多種。此外，模板塑料基板可以由通常的機(jī)械過(guò)程來(lái)制造，諸如數(shù)字控制(NC)加工、或者諸如光刻和蝕刻的半導(dǎo)體工藝以及注塑成型、熱模壓(hot embossing)、鑄造、立體平版印刷術(shù)、激光消融、快速原型和絲網(wǎng)印刷。
圖2A和圖2B是示出使用根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的樣品收集裝置進(jìn)行樣品的收集和排出操作的視圖，圖2A示出收集恒定量的樣品的狀態(tài)，圖2B示出樣品被排出的狀態(tài)。如圖2A所示，樣品通過(guò)表面張力沿著管狀流體通道110收集。也就是，由于塑料管通常具有疏水性的性質(zhì)以及注入口 116的具有傾斜的切口面的形狀，所以可以收集恒定量的樣品而沒(méi)有樣品溢出。在收集樣品時(shí)，由于流體通道110中的空氣通過(guò)開(kāi)口 114排出， 所以能夠容易地收集樣品。因此，通過(guò)將流體通道110的注入口 116浸入到存儲(chǔ)在容器中的樣品中或者通過(guò)使流體通道110的注入口 116與流動(dòng)的樣品接觸，能夠容易地收集樣品。這里，被樣品收集裝置收集的樣品117的量由流體通道110的橫截面和開(kāi)口 114 的位置來(lái)確定。在收集樣品時(shí)，空氣的流動(dòng)通過(guò)開(kāi)口來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)所收集的樣品到達(dá)開(kāi)口 114 的位置以阻擋開(kāi)口 114時(shí)，空氣無(wú)法流動(dòng)，因此樣品的收集被自動(dòng)停止。因而，從流體通道 110的注入口 116到開(kāi)口收集樣品，空氣118保留在從開(kāi)口 114到調(diào)節(jié)部件120的流體通道 110中。也就是，樣品從流體通道110的注入口 116到開(kāi)口 114每次以相同的量收集。所收集樣品的量可以為1至IOOOOyL,其可以根據(jù)樣品收集裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而不同地調(diào)整。如圖2B所示，通過(guò)使調(diào)節(jié)部件120朝向注入口 116移動(dòng)(如箭頭所示)，所收集的樣品被排出。此時(shí)，每次可以排出相同量的樣品。當(dāng)然，樣品也可以通過(guò)重力排出，而不使用調(diào)節(jié)部件120，所排出的樣品的量也可以通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)部件120的移動(dòng)距離來(lái)調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明如上所述，能夠容易地收集和排出恒定量的樣品。因此，在生物微機(jī)電系統(tǒng)(Bio-MEMS)中，由于恒定量的樣品能夠通過(guò)傳感器的讀取來(lái)提供用于疾病的早期診斷或化學(xué)分析，所以可以保證讀取的準(zhǔn)確性。圖3A至圖3C示出使用根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的樣品收集裝置的傳感器的讀取的視圖。如圖3A所示，在制備根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的樣品收集裝置100和傳感器芯片 200之后，樣品收集裝置100的注入口 116鄰近傳感器芯片200的入口 210設(shè)置。這里，樣品收集裝置100具有如上所述的結(jié)構(gòu)，恒定量的樣品使用樣品收集裝置 100來(lái)收集。此外，診斷傳感器芯片200包括引入樣品的入口 210以及用于讀取引入的樣品的讀取部件220。如圖3B所示，樣品收集裝置100的調(diào)節(jié)部件120朝向注入口 116推動(dòng)以排出所收集的樣品，將樣品引入到診斷傳感器芯片200的入口。如圖3C所示，樣品收集裝置100的注入部件120被完全推動(dòng)以完全排出所收集的樣品。從而，恒定量的樣品117被引入到診斷傳感器芯片200的入口 210中，讀取部件220
顯示讀取結(jié)果。 如上所述，使用能夠容易地收集和排出恒定量的樣品的樣品收集裝置，可以保證傳感器讀取的準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性。根據(jù)本發(fā)明，樣品收集裝置包括流體通道，該流體通道具有以預(yù)定距離與注入口間隔開(kāi)的位置處的開(kāi)口，該注入孔形成在流體通道的一端，該樣品收集裝置能夠容易地收集恒定量的樣品，并且所收集的樣品能夠使用連接到流體通道的另一端的調(diào)節(jié)部件容易地排出。特別地，由于樣品收集裝置具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，所以它能夠以低成本制作為一次性裝置。因此，可能具有高幾率感染和提供不適感覺(jué)的生物樣品能夠被安全且方便地收集和排出。此外，由于恒定量的樣品能夠被容易地收集，所以該裝置能夠應(yīng)用于各種芯片上實(shí)驗(yàn)室生物設(shè)備，包括測(cè)試條芯片、尿液條、蛋白質(zhì)芯片、DNA芯片、藥物輸送系統(tǒng)、微生化分析系統(tǒng)和微生化反應(yīng)器。在附圖和說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的典型示范性實(shí)施例，盡管采用了特定的術(shù)語(yǔ)，但是它們僅以一般性和描述性的含義使用，而不是為了限制的目的。關(guān)于本發(fā)明的保護(hù)范圍，其在權(quán)利要求書(shū)中闡述。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變而不背離本發(fā)明的由權(quán)利要求書(shū)限定的精神和范圍。本申請(qǐng)要求于2010年4月14日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2010-0034438和2010 年9月17日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2010-0091588的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于 此。
權(quán)利要求
1.一種樣品收集裝置，包括流體通道，具有管狀的形狀，并具有形成在與樣品注入口間隔開(kāi)預(yù)定距離的位置處的開(kāi)口，該樣品注入口形成在該流體通道的一端；以及調(diào)節(jié)部件，耦接到所述流體通道的另一端，被插入到所述流體通道中并調(diào)節(jié)所收集的樣品的排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品收集裝置，其中所述開(kāi)口形成在所述流體通道的表面的一部分中以在收集樣品時(shí)幫助空氣穿過(guò)其流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品收集裝置，其中所收集樣品的量由所述流體通道的橫截面和所述開(kāi)口的位置來(lái)確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品收集裝置，其中所述注入口具有傾斜的橫截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品收集裝置，其中從所述流體通道的所述注入口到所述開(kāi)口處收集恒定體積的樣品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種樣品收集裝置。提供了能夠收集恒定量的樣品的一次性生物樣品收集和排出裝置。該裝置包括流體通道，具有管狀的形狀，并具有形成在與樣品注入口間隔開(kāi)預(yù)定距離的位置處的開(kāi)口，該樣品注入口形成在該流體通道的一端；以及調(diào)節(jié)部件，耦接到流體通道的另一端，被插入到流體通道中并調(diào)節(jié)所收集的樣品的排出。因此，可以容易地收集恒定量的樣品。此外，由于樣品收集裝置具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，所以該裝置能夠以低成本制造為一次性裝置。
文檔編號(hào)G01N1/10GK102252870SQ20111017781
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者全炳九, 樸善熙, 李大植, 鄭文衍, 鄭鐘仁, 金承煥 申請(qǐng)人:韓國(guó)電子通信研究院