利用過濾器的粒子成像的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用過濾器的粒子成像。一種多層測試卡(100，500)包括：輸入通道(110)，其形成在測試卡的層中；輸出通道(120)，其形成在測試卡的另一層中；以及過濾器(115，505，605)，其耦合在輸入通道和輸出通道之間，用于接收來自輸入通道的流體，并收集白血細胞使得收集到的白血細胞在接近過濾器的第一表面(225)處是光學(xué)可見的。
【專利說明】利用過濾器的粒子成像

【背景技術(shù)】
[0001] 對諸如白血細胞的粒子進行計數(shù)和區(qū)分以用在醫(yī)學(xué)研究和診斷測試中。微流體結(jié) 構(gòu)已被用來隔離在載玻片上或試管中的白血細胞。但是，載玻片和試管未提供對白血細胞 進行快速且準確地計數(shù)和區(qū)分的簡單有效的機制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] -種多層測試卡包括：輸入通道，其形成在測試卡的層中；輸出通道，其形成在測 試卡的另一層中；以及過濾器，其耦合在輸入通道和輸出通道之間，用于接收來自輸入通道 的流體，并收集粒子使得收集到的粒子在接近過濾器的第一表面處是光學(xué)可見的。
[0003] -種方法包括：將包含感興趣的粒子的流體提供給多層層壓的測試卡的層上的微 流體輸入通道；使流體移動穿過輸入通道，并且在測試卡的過濾層上的過濾器上移動；以 及在過濾器上收集感興趣的粒子。
[0004] 一種進一步的方法包括：在多層測試卡的輸入層中形成輸入通道；在多層測試卡 的過濾層中形成過濾器；在多層測試卡的輸出層中形成廢棄物通道；為輸入通道和廢棄物 通道的每一個提供覆蓋層；以及將這些層附著在一起使得輸入通道通往過濾器的第一側(cè)， 并且廢棄物通道通往過濾器的與第一側(cè)相對的第二側(cè)，使得當(dāng)流體在過濾器上移動時在過 濾器上收集流體中的粒子。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005] 圖1為根據(jù)示例實施例的具有過濾器的卡的頂視圖表示。
[0006] 圖2為根據(jù)示例實施例的圖1的卡沿線2-2截取的側(cè)橫截面表示。
[0007] 圖3為根據(jù)示例實施例的使用測試卡的方法的流程圖表示。
[0008] 圖4為根據(jù)示例實施例的制造多層測試卡的方法的流程圖表示。
[0009] 圖5為根據(jù)示例實施例的具有過濾器的替代卡盤（cartridge)的分解視圖。
[0010] 圖6為根據(jù)示例實施例的過濾器組件的分解視圖。
[0011] 圖7為圖6的過濾器的頂視圖，其示出了過濾器的示例尺寸。

【具體實施方式】
[0012] 在以下描述中，對附圖做出參考，附圖形成該描述的一部分，并且在附圖中通過說 明的方式示出可以實踐的具體實施例。這些實施例被足夠詳細地描述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且應(yīng)理解，可以利用其他實施例并且可以做出結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣上的 改變，而不偏離本發(fā)明的范圍。因此，不應(yīng)在限制的意義上看待以下對示例實施例的描述， 并且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定。
[0013] 白細胞對免疫系統(tǒng)和功能是重要的。白細胞計數(shù)和區(qū)分二者被用在醫(yī)學(xué)研究中。 過濾器允許對包含白細胞的大小變化的液體樣本染色和成像來利用相對小的區(qū)域進行進 一步分析，諸如對樣本的區(qū)分。過濾器向系統(tǒng)提供附加的使用靈活性，并且還可以用于收集 和成像許多不同類型的感興趣的粒子。
[0014] 在各種實施例中，使用篩選器（screen)或過濾器來增加感興趣的粒子的濃度。然 后，過濾器就緒以被查看來促進從變化的樣本大小對少量粒子的檢測，從而僅查看小表面 區(qū)域。此外，由于粒子可以在過濾時或過濾之前被染色，所以它們可以被容易地檢測并進行 可能性區(qū)分。
[0015] 在一些實施例中，過濾器材料可以是聚碳酸酯過濾器或其它非纖維過濾器材料。 過濾器提供可以干燥的表面，這在需要時提供了固定和染色的機會。之前嘗試提供自動化 系統(tǒng)來對利用試管或載玻片的白細胞成像。這些不是如用在具有變化的樣本大小的自動化 系統(tǒng)中的過濾器那樣是幾乎自適應(yīng)的。
[0016] 微流體卡可以使用過濾器或不同材料的組合來組裝。在一個實施例中，在構(gòu)造卡 之后，血液被拉或推入樣本輸入通道而至上述過濾器組合，并然后施加在過濾器上。
[0017] 圖1是多層測試卡100的框圖平面視圖表示。圖2是沿圖1中的線2-2截取的測 試卡100的橫截面，其中具有一致的元件編號。這些圖未按比例。在一些實施例中，測試 卡100包含由透明材料構(gòu)成的很多層，所述透明材料諸如PET或丙烯酸或可以用各種液體 流體運送特征來圖案化的其他合適材料。在一些實施例中，可使用卡100來利用少量血液 執(zhí)行一項或多項血液測試。要測試的血液或其他液體可以經(jīng)由測試卡的一個或多個層來運 送，并且被制備以供該卡插入到的測試儀器分析，可以使用LED、激光和其他光源的組合來 照射樣本。
[0018] 在一個實施例中，卡100包括形成在測試卡的輸入層210中的輸入通道110。廢棄 物通道120形成在測試卡100的廢棄物層220中。過濾器115耦合在輸入通道和廢棄物通 道之間，用于接收來自輸入通道的流體并收集諸如白血細胞的粒子，使得收集到的粒子在 接近過濾器115的第一表面225處是光學(xué)可見的。在各種實施例中，過濾器115可以被放 置于過濾層225的切出區(qū)域內(nèi)，或者可以簡單地夾于輸入層210和廢棄物層220之間。另 外的層可以為通道提供覆蓋功能。
[0019] 輸入通道110在接近過濾器115的一長度的第一部分235處提供流體，并且廢棄 物通道在接近過濾器的該長度的第二部分240處接收穿過過濾器115的流體。過濾器的該 長度的第一和第二部分可以沿過濾器的該長度分離。在進一步實施例中，第一和第二部分 重疊。
[0020] 在一個實施例中，過濾器至少沿過濾器的在過濾器的第一和第二部分之間的部分 是光學(xué)可見的?？ǖ膶涌梢允峭该鞯囊源龠M過濾器通過這些層的可見性。
[0021] 在一個實施例中，過濾器或過濾器115之前的通道包括染色劑來對諸如白血細胞 的收集到的粒子染色。染色劑可以由吖啶橙、其他核酸染色劑或區(qū)分白細胞的染色劑形成。 在一些實施例中，過濾器可以具有介于2與5 μ m之間的孔大小，并且在另外的實施例中可 以具有更大或更小的孔大小。過濾器由非纖維過濾材料形成。一種示例過濾器是聚碳酸酯 過濾器。
[0022] 圖3是使用測試卡的方法300流程圖。在310,將包含感興趣的粒子的流體提供給 多層測試卡的一層上的微流體輸入通道。在315,流體被移動通過輸入通道，并且在320對 粒子染色。然后，在325,流體在測試卡的過濾層上的過濾器上移動。在330,感興趣的粒子 在過濾器上被收集。在335,從過濾器朝測試卡的廢棄物通道層中的廢棄物通道移動流體。
[0023] 在一個實施例中，通過經(jīng)由卡已插入到的測試系統(tǒng)提供的負壓或正壓來移動流 體。過濾器或過濾器之前的輸入通道可以包含染色劑，使得在過濾器上收集的感興趣的粒 子在325處或之前被染色以使它們更容易可見。在一些實施例中，感興趣的粒子用吖啶橙 染色。吖啶橙可以包含在過濾器或過濾器之前的通道上。在一個實施例中，流體包括血液， 并且感興趣的粒子包括白血細胞。在340,過濾器可以被查看或成像以提供可根據(jù)其經(jīng)由圖 像分析或者通過人工分析來執(zhí)行細胞區(qū)分的圖像。
[0024] 圖4是示出構(gòu)建卡的方法400的流程圖。在410,在多層測試卡的輸入層中形成輸 入通道。在415,在多層測試卡的過濾層中形成過濾器?？商娲兀跊]有相應(yīng)的過濾層的 情況下提供過濾器。在420,在多層測試卡的廢棄物層中形成廢棄物通道。在一個實施例 中，通道經(jīng)由激光從層中切割而成。在425,通過當(dāng)各層組裝在一起時提供具有與通道相對 應(yīng)的材料的層以覆蓋通道來為輸入通道和廢棄物通道的每一個形成覆蓋層。在430,各層被 附著在一起使得輸入通道通往過濾器的第一側(cè)，并且廢棄物通道通往過濾器的與第一側(cè)相 對的第二側(cè)，使得當(dāng)流體在過濾器上移動時在過濾器上收集流體中的粒子。可以通過層壓 過程、雙側(cè)粘合層或其他機制來附著各層，所述雙側(cè)粘合層具有相應(yīng)的切出區(qū)域以允許流 體在意圖的相鄰層之間移動，所述其他機制諸如在剛性層之間夾緊。也可以經(jīng)由一個或多 個注塑過程來制作一些要附著的卡或?qū)印?br> [0025] 圖5為根據(jù)示例實施例的具有過濾器505的替代卡盤500的分解視圖。示出具有 各種特征的六層510、520、530、540、550和560,當(dāng)它們被組裝時向夾在層530和540之間的 過濾器505提供具有諸如白血細胞的粒子的流體。在一個實施例中，在樣本井525中接收 血液，樣本井525具有四層520、530、540、550的深度。流體行進穿過如在層550上所看到 的蜿蜒路徑555。剩下的白血細胞被運送到過濾器505的第一側(cè)，該第一側(cè)收集粒子。剩下 的流體在過濾器上移動至一個或多個廢棄物通道。在該實施例中，過濾器505簡單地夾在 兩層之間。
[0026] 圖6為根據(jù)示例實施例的過濾器組件的分解視圖。在層640和650之間可以包括 并示出了吸收墊605。墊605可以放置以支持過濾器，并更好地在與過濾器605相鄰的層的 開口中呈現(xiàn)粒子。圖7為過濾器605的頂視圖，其示出了過濾器605和夾住過濾器的相鄰 層中任一側(cè)的通道的示例尺寸。
[0027] 示例
[0028] 1. 一種多層測試卡，包括：
[0029] 輸入通道，其形成在測試卡的第一層中；
[0030] 輸出通道，其形成在測試卡的第二層中；以及
[0031] 過濾器，其耦合在輸入通道和輸出通道之間，用于接收來自輸入通道的流體，并收 集粒子使得收集到的粒子在接近過濾器的第一表面處是光學(xué)可見的。
[0032] 2.根據(jù)示例1所述的多層測試卡，其中，過濾器或輸入通道包括染色劑以對收集 到的包括白血細胞的粒子染色。
[0033] 3.根據(jù)示例2所述的多層測試卡，其中，染色劑包括吖啶橙。
[0034] 4.根據(jù)示例2-3中任一項所述的多層測試卡，其中，染色劑包括核酸染色劑、pH敏 感染色劑或區(qū)分白細胞的染色劑。
[0035] 5.根據(jù)示例1-4中任一項所述的多層測試卡，其中，過濾器具有介于2與5μπι之 間的孔大小。
[0036] 6.根據(jù)示例5所述的多層測試卡，其中，輸入通道在接近過濾器的一長度的第一 部分處提供流體，并且輸出通道在接近過濾器的所述長度的第二部分處接收經(jīng)過過濾器的 流體。
[0037] 7.根據(jù)示例6所述的多層測試卡，其中，過濾器的所述長度的第一和第二部分沿 過濾器的長度被分離。
[0038] 8.根據(jù)示例7所述的多層測試卡，其中，過濾器至少沿過濾器在過濾器的第一和 第二部分之間的部分是光學(xué)可見的。
[0039] 9.根據(jù)示例1-8中任一項所述的多層測試卡，其中，過濾器由非纖維過濾器材料 形成。
[0040] 10.根據(jù)示例1-9中任一項所述的多層測試卡，其中，過濾器包括聚碳酸酯過濾 器。
[0041] 11.根據(jù)示例1-10中任一項所述的多層測試卡，并且還包括吸收墊，其被放置以 支持過濾器。
[0042] 12. -種方法，包括：
[0043] 將包含感興趣的粒子的流體提供給多層層壓的測試卡的層上的微流體輸入通 道；
[0044] 使流體移動穿過輸入通道，并且在測試卡的過濾層上的過濾器上移動；
[0045] 在過濾器上收集感興趣的粒子；以及
[0046] 使流體從過濾器朝測試卡的廢棄物通道層中的廢棄物通道移動。
[0047] 13.根據(jù)示例12所述的方法，其中，移動流體是經(jīng)由負壓或正壓來移動的。
[0048] 14.根據(jù)示例12-13中任一項所述的方法，并且還包括對在過濾器上收集的感興 趣的粒子染色。
[0049] 15.根據(jù)示例14所述的方法，其中，感興趣的粒子通過吖啶橙來染色。
[0050] 16.根據(jù)示例15所述的方法，其中，吖啶橙包含在輸入通道和或過濾器上的至少 一個方面中。
[0051] 17.根據(jù)示例12-16中任一項所述的方法，其中，流體包括血液，并且感興趣的粒 子包括白血細胞。
[0052] 18.根據(jù)示例12-17中任一項所述的方法，其中，過濾器具有介于2與5μπι之間的 孔大小，并且其中，輸入通道在接近過濾器的一長度的第一部分處提供流體，并且廢棄物通 道在接近過濾器的所述長度的第二部分處接收經(jīng)過過濾器的流體。
[0053] 19.根據(jù)示例12-18中任一項所述的方法，其中，過濾器包括聚碳酸酯過濾器。
[0054] 20. -種方法，包括：
[0055] 在多層測試卡的輸入層中形成輸入通道；
[0056] 在多層測試卡的過濾層中形成過濾器；
[0057] 在多層測試卡的廢棄物層中形成廢棄物通道；
[0058] 為輸入通道和廢棄物通道的每一個提供覆蓋層；以及
[0059] 將這些層附著在一起使得輸入通道通往過濾器的第一側(cè)，并且廢棄物通道通往過 濾器的與第一側(cè)相對的第二側(cè)，使得當(dāng)流體在過濾器上移動時在過濾器上收集流體中的粒 子。
[0060] 21.根據(jù)示例20所述的方法，其中，形成通道包括在每一層中用激光切割通道。
[0061] 雖然上面已經(jīng)詳細描述了幾個實施例，但是其他修改是可能的。例如，在圖中描繪 的邏輯流程不要求所示的特定順序或相繼順序來達到期望的結(jié)果?？梢蕴峁┢渌襟E，或 者可以從所描述的流中消除步驟，并且可以向所描述的系統(tǒng)添加其他部件，或者從所描述 的系統(tǒng)移除其他部件。其他實施例可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種多層測試卡（1〇〇, 500)，包括： 輸入通道（110)，其形成在測試卡的層中； 輸出通道（120)，其形成在測試卡的另一層中；以及 過濾器（115, 505,605)，其耦合在輸入通道和輸出通道之間，用于接收來自輸入通道的 流體，并收集粒子使得收集到的粒子在接近過濾器（115,505,605)的第一表面（225)處是 光學(xué)可見的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層測試卡（100, 500)，其中，過濾器（115, 505,605)或過濾 器之前的通道包括染色劑，用于對包括收集到的白血細胞的粒子染色。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層測試卡（100,500)，其中，染色劑包括吖啶橙。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層測試卡（100, 500)，其中，染色劑包括核酸染色劑、pH敏 感染色劑或區(qū)分白細胞的染色劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的多層測試卡（100,500)，其中，輸入通道（110)在 接近過濾器（115,505,605)的一長度的第一部分處提供流體，并且輸出通道（120)在接近 過濾器的所述長度的第二部分處接收經(jīng)過過濾器（115,505,605)的流體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層測試卡（100, 500)，其中，過濾器（115, 505,605)的所述 長度的第一和第二部分沿過濾器的長度被分離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1_4中任一項所述的多層測試卡（100,500)，其中，過濾器（115,505， 605)由非纖維過濾器材料形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的多層測試卡（100, 500)，并且還包括吸收支持墊 (605)，其被放置以支持過濾器并更好地呈現(xiàn)粒子。
9. 一種方法，包括： 將包含感興趣的粒子的流體提供（310)給多層層壓的測試卡的層上的微流體輸入通 道； 使流體移動（315)穿過輸入通道，并且在測試卡的過濾層上的過濾器（115, 505,605) 上移動； 在過濾器（115, 505,605)中收集（330)感興趣的粒子；以及 使流體從過濾器朝測試卡的廢棄物通道層中的廢棄物通道移動（335)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，并且還包括對在過濾器（115,505,605)上收集到的感 興趣的粒子染色（320)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，感興趣的粒子通過吖啶橙染色。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，吖啶橙包含在輸入通道和過濾器（115,505， 605)的至少一個中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項所述的方法，過濾器（115,505,605)具有介于2與 5 μ m之間的孔大小，并且其中，輸入通道在接近過濾器的一長度的第一部分處提供流體，并 且廢棄物通道在接近過濾器的所述長度的第二部分處接收通過過濾器的流體。
14. 一種方法，包括： 在多層測試卡的輸入層中形成（410)輸入通道； 在多層測試卡的過濾層中形成（415)過濾器； 在多層測試卡的廢棄物層中形成（420)廢棄物通道； 為輸入通道和廢棄物通道的每一個提供（425)覆蓋層；以及 將這些層附著（430)在一起使得輸入通道通往過濾器的第一側(cè)，并且廢棄物通道通往 過濾器的與第一側(cè)相對的第二側(cè)，使得當(dāng)流體在過濾器上移動時在過濾器上收集流體中的 粒子。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成通道（410,420)包括用激光在每層中切割 通道。
【文檔編號】G01N15/10GK104122177SQ201410246618
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】E·帕萊馬, K·赫恩, S·伯里斯, L·西弗里德, P·王 申請人:霍尼韋爾國際公司