CN1158530C - 多层测试柱 - Google Patents
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Abstract
一种多层测试柱，其具有一个腔室，该腔室具有一个纵向轴并在其第一端具有一个第一孔。腔室内部竖直地堆叠着多个薄膜层，这些薄层至少包含多个固态衬底，每个衬底携带一种不同的抗被分析物。一样品被放置在腔室中，以便使样品中的特殊被分析物被结合在抗被分析物上。随后使用一个传感器，以接收来自衬底的信号并产生一个相应的电信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试柱，特别是涉及一种多层测试柱，其能够在一次测试中识别并确定出流体样品中的多种待测物的数量。
背景技术
通常，技术人员通过试验来测试流体样品，例如血液，以确定流体样品中待测物的存在和/或数量。为了测试血液样品中的一种待测物，例如抗原、抗体、配位基或配位基受体等是否存在，目前的测试一般使用微量滴定或微量平板技术，其中，在多个分离部位的每一个孔内，对一个流体样品进行单一测试。在微量平板测试中经常使用的一种设备是一种被称作96孔的微量平板，即一种含有96个孔的装置，其中，多个特异或特定抗待测物，如抗体、抗原或类似物等被放入并附着包被在每个孔中。然后，多个样品被放入每个孔中，在每个孔中，可能出现在样品中的特异待测物(例如抗体、抗原、配位基或受体)便结合在抗待测物上。当一种被偶合(配对结合)在一个可检测的指示物上的试剂被添加到孔中时，便显示出待测物的存在。在这种设备中，样品和待测物的结合效率可能会相对较低，并且这些设备的操作费用很高。这种测试是建立在“一对一”的基础之上的，即对每一种特异待测物的检测需要一次测试。这种一对一的测试平台也被广泛用于测试化合物的生物活性，例如，寻找潜在的新药品。由于有成百上千的化学化合物需要被筛选，因此，为发现药品，采用一对一的测试要花费相当长的时间。
发明概述
本发明的目的是提供一种多层测试柱，其可以减少或完全克服上述现有设备中存在的一些或所有的问题。对于在本技术领域有着丰富知识和经验的技术人员来说，在参考以下本发明的公开内容和某些优选实施例的详细说明的情况下，本发明的特殊目的和优点将是很明显的。
本发明的原理可以被有利地用于提供一种多层测试柱，其允许对单一流体样品同时进行多种测试，以提高效率和降低成本。
根据本发明的一个方面，一个多层柱具有一个腔室，该腔室具有一个纵向轴，并在其第一端部具有一个第一孔，腔室内部竖直地堆叠着多个薄膜层，其中包含至少多个固态衬底，每个衬底携带着一种不同的抗待测物和一封阻物质。
优选地，该腔室还包括一第二端部，该第二端部具有一第二孔，并具有与腔室的纵向轴垂直的横截面，流体样品通过第一孔流入腔室中并通过第二孔排出，该薄膜层呈多微孔状，每个薄膜层具有充足的孔，以允许流体样品流过该薄膜层以及流过竖直层叠的多个薄膜层，每个薄膜层的尺寸基本上与腔室吻合。
优选地，该腔室还包括一第二端部，该第二端部具有一第二孔，并具有与腔室的纵向轴垂直的横截面，流体样品通过第一孔流入腔室中并通过第二孔排出，该薄膜层呈多微孔状，每个薄膜层具有充足的孔，以允许流体样品流过该薄膜层以及流过竖直层叠的多个薄膜层，至少多个薄膜层与腔室的壁吻合。
根据本发明的另一个方面，一个流体测试装置具有一个壳体，以及一个位于该壳体内、用于接受一个多层柱的安装机构。一个多层柱安装在安装机构中，该多层柱包括一个伸长腔室，它在其第一端部具有一个第一孔。多个薄膜片堆叠在所述腔室中，这些薄膜层至少包含多个固态衬底，每个衬底携带着抗待测物和一封阻物质。壳体内设置有一个试剂容器和流体输送装置，用于将试剂从试剂容器中供给到伸长腔室的第一孔。壳体内放置一个洗涤缓冲剂容器和一个第二流体输送装置，以便在每个反应阶段之间，将洗涤缓冲剂从洗涤缓冲剂容器供给到伸长腔室的第一孔。壳体内放置一个传感器，以从伸长腔室中接收信号并产生相应的电信号。
通过上述公开内容，对于那些在本技术领域含有丰富知识和经验的技术人中来说，很显然，本发明提供了一种显著的技术革新。本发明的多层测试柱的优选实施例能够为俘获一样品的待测物提供增强的结合效率以及增加的表面区域，并降低成本。参照以下某些优选实施例的详细公开内容，在这里公开的本发明的这些和其它一些特征及优点将被进一步地理解。
附图说明
参考附图，以下将详细描述本发明的优选实施例。
图1是按照本发明的一个多层测试装置的简要透视图；
图2以部分断面的形式显示了按照本发明的一个多层测试柱的简要正视图；
图3是为插入图2所示的多层过滤器腔室中的一列薄膜层的简要透视图，其由多个层叠在一起的包被衬底片形成；
图4是图3所示的一列薄膜层的一部分的简要断面图；
图5是图1所示的多层测试装置的示意性原理说明图；
图6是图2所示的多层柱的壳体的简要透视图，在图中显示其被插入一个废液管；
图7是图2所示的多层柱的壳体和薄膜层的一个替换的实施例的简要透视图，其以部分剖视图的方式显示；
图8为图2所示的多层柱的壳体和薄膜层的另一个替换实施例的简要透视图，其也为部分断面图的方式示出；
图9是图2所示多层柱的薄膜层的一个替换的实施例的简要断面图；
图10是把多层柱传送到图5所示的多层测试装置的一输送机的简要正视图。
具体实施方式
以上提到的这些附图没有必要是完全成比例的，且应该被理解为提供了本发明及所涉及的原理的代表。为便于理解和解释，附图中描述的多层测试装置的一些特征相对于其它一些特征已经被夸大或变形。对于不同的替换实施例中显示的相似或同样的部件和特征，采用了相同的参考标记。在这里所公开的多层测试装置，将具有部分地被特定的应用和它们被使用的环境所确定的结构和部件。
参考图1，根据本发明的一种测试机总体上以参考标号1示出。测试机1包括壳体3，该壳体3具有一安装机构和输送装置，例如一可旋转的装载轮5，装载轮5具有孔槽7，用于接受多层柱或伸长柱2(参见图2及下面的详细描述)。装载轮5可以将多个多层柱2装载在测试机1中并输送到测试机1内的工作站上，以用于测试流体样品。其它一些适宜的安装机构和输送装置可以包括例如输送轨或带，或者一个可以在测试机1中的工作站间移动一伸长柱的可移动夹持臂。借助于本发明公开的内容，这些其它的适宜的安装机构和输送装置对于本技术领域的技术人员来说将是很容易理解和很明显的。伸长柱可以是，例如，在其中含有多层薄膜的测试管形状的设备，这些多层薄膜将在下面详细描述。测试机1具有一控制面板9，该控制面板9用于接收信息，例如从条形码标记或键盘数据中读取的信息，以及一个监视器15，用于显示操作信息，例如测试结果等。
如图2所示，一个多层柱2容纳在壳体3中。多层柱2包括伸长的、圆柱状的腔室或外壳4，该腔室或外壳4具有一个纵向的轴L及容纳有多个薄膜层6。一个储液器8位于薄膜层6的上方。在外壳4的第一端部或上端形成一个第一孔10，在外壳4的第二端部或下端形成一个第二孔12。一个吸管接头11与外壳4的上端相连。
如图3所示，薄膜层6优选为由多片过滤膜状的微孔薄膜或纤维基薄膜堆叠而成。在这里，堆叠在一起的薄膜是指，多个薄膜以层叠的方式放置。可以理解，多个薄膜可以沿着纵向轴彼此间隔一定距离，以及薄膜层之间可以例如通过隔离层相互隔开。这里使用的过滤膜状的微孔薄膜是指，一种薄膜，其为抗待测物提供可靠的支撑并具有多个孔，从而允许流体样品流过薄膜，并为抗待测物的附着提供增加的表面区域以及为待测物和抗待测物提供增加的结合部位。这里使用的纤维基薄膜是指，由一簇纤维，最好为织物形成的薄膜，其允许流体样品流过薄膜，并为抗待测物的附着提供增加的表面区域以及为待测物和抗待测物提供增加的结合部位。薄膜层优选为是透光的，并通常应堆叠在一腔室中。用于薄膜层6的适宜的材料包括纤维素、硝化纤维素、丙烯酸(脂)类共聚物、聚醚砜、聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚合物、尼龙、塑料以及玻璃。
这里使用的待测物或被分析物是指，一种存在于一流体样品中的物质，以及有时指一目标待测物或目标材料。根据本发明的某些实施例，典型的待测物包括抗体，抗原，配位基，配位基受体，其它蛋白质，以及核酸。在参考本发明公开内容的情况下，对于本技术领域的技术人员来说，其它一些适宜的待测物将是很明显的。这里使用的抗待测物是指一种物质，其能够特定地与流体样品中出现的一种待测物反应，或者与流体样品中的一种待测物结合。典型的抗待测物包括抗体，抗原，配位基，配位基受体，能与待测物核酸杂交的核酸，酶联免疫吸附待测物，能够与一待测物蛋白质或蛋白质片段形成一复合体的蛋白质或蛋白质片段，以及能够与一目标待测物具有生物活性/发生生物作用的化学化合物。在参考本发明公开内容的情况下，对于本技术领域的技术人员来说，其它一些适宜的抗待测物将是很明显的。对应的待测物与抗待测物对包括，例如：
抗体，作为其典型的抗待测物的、可特定地与目标抗体相结合的抗原；
目标蛋白质或目标蛋白质片段，能够与目标蛋白质或目标蛋白质片段形成一复合体的其它蛋白质或蛋白质片段；
目标核酸，能够杂交目标核酸的核酸；
可以潜在地作用于与一特定疾病相关的生物目标上的化合物；以及
用于显示样品成分或样品状态，例如PH值的指示剂。
本技术领域的技术人员可以理解，抗体或抗体片段可以与一抗原或抗原片段，例如一目标蛋白质、脂(类)、氨基酸、磷酸盐族、碳水化合物等结合。此外，可以理解，典型地，采用多种公知技术中的任何一种均可以首先将一例如来自一血细胞的核酸从血细胞中提取出来。例如，可以对样品进行声波处理或经过一清洁剂清洗或有机(物)萃取处理。所产生的溶解产物将随后被注入到一多层测试柱中。这样的溶解产物可以包含、也可以不再包含细胞壁和其它的细胞残骸。如下所述，本发明的多层测试柱的优选实施例中采用了过滤层，以从流体样品中过滤掉已经注入或供给到多层测试柱中的细胞残骸。
至少一些薄片上包被有抗待测物，以作为一固态衬底使用。可以采用任何一种传统工艺将抗待测物附着或包被在固态衬底上，例如，采用吸收或共价键结合的方法。可以对一薄膜表面进行化学处理，以及可以将特定的抗待测物化学结合到衬底上。化学化合物可以直接合成到一薄膜上。这些工艺在本技术领域中是公知的，对完全理解本发明的内容来讲，没有必要对这些方面做出进一步的详细解释。在某些优选实施例中，抗待测物是具有生物活性的。
附着在薄膜层6上的抗待测物为流体样品中的待测物提供了结合的部位。抗待测物附着薄膜层优选为可以提供出特定或特异的结合部位。在这里，特定或特异的结合部位是指，可供特异的待测物或待测物族结合的部位。接着，用一封阻物质或试剂对薄膜层6进行处理，以在薄膜层上基本上封闭住非特异结合部位。这样，保持抗待测物能与目标待测物结合，而非特异结合部位则基本上被封闭。封阻试剂可以是，例如，牛血清蛋白(BSA)。
随后，薄膜层6的叠层被切入多个柱13，其大小与外壳4吻合或啮合。在某些优选实施例中，如图4所示，每个薄膜层6最好包括多个次层，具体地讲，其包括一个由光吸收层14和位于光吸收层14下方的第一光反射层16形成的屏蔽层；一个将包被的抗待测物附着在其上的俘获层18；以及一个由俘获层18下方的第二反射层20和一个位于第二反射层20下方的第二吸收层21形成的第二屏蔽层。在某些实施例中，每个屏蔽层可以同时作为位于该屏蔽层上方及下方的俘获层的屏蔽层。俘获层18主要可以透过至少某些特定波长的光。由俘获层18(将在下面详细描述)发出的光大部分通过反射层16，20被反射出薄膜层，如箭头A所示。吸收层14吸收由俘获层18发出的光。因此，反射层16，20和吸收层14基本上可以防止由俘获层18发出的光进入到相邻薄膜层6的俘获层18中。外壳4中最上端和最下端的薄膜层6最好为过滤层，其基本上可以防止大的微粒，例如血细胞进入到外壳4中的其它薄膜层6中。但是，它们并不过滤或阻塞较小的样品待测物，例如抗体等的流动，这些较小的样品待测物被通过，以结合到下面的薄膜层上。
一些特定的薄膜层6可以仅用一封阻物质或试剂进行处理，以主要封阻非特异结合部位并充当阴性对照层。在正常操作情况下，阴性对照层基本上不发射光。如果有充分的光从一阴性对照层中发出，那么即表明在多层柱2中出现了问题。其它一些薄膜层6可以特别地包被，以充当一个阳性对照层。在正常操作情况下，阳性对照层可以产生发射光。因此，如果处于非正常情况下，将基本上没有光从阳性对照层中发出，从而表明在多层柱2中出现了问题。通过将由对照层所发出的光或信号的量值与由俘获层所发出的光或信号的量值相比较，对照层可以被用于例如作为确定样品中待测物数量的一个参考。这种关系在为一已知数量的待测物建立起信号量值时将会起作用。对照层也可以被用于识别错误的指示物和/或试剂，以指示出多层柱2的玷污情况，或者，作为薄膜层6之间的位置标记。例如，在一个具有成百个层叠薄膜层的多层柱2中，可以在每十个薄膜层6之间布置一个对照层，从而可以降低在不正确地识别一长串相邻薄膜层中的一个特定薄膜层的情况下发生累积错误的可能性。
外壳4内最好充入缓冲剂溶液，以稳定被包被的薄膜层。通常，缓冲剂溶液在使用前被从柱壳4中清除。适宜的缓冲剂溶液包括，例如补充有牛血清蛋白(BSA)的磷酸盐缓冲剂。
现在转向图5，示出了位于测试机1的壳体3中的部件。一个样品储存器25通过控制阀23和管道28与多层柱2相连。该测试机1包含一个流体处理系统，它包含一个流体样品容器安装机构，用于安装至少一个流体样品容器，以及一个流体样品输送装置，用于把流体样品从流体样品容器中供给到安装在安装机构中的一伸长腔室。在某些优选实施例中，样品储存器25可以是，例如一试管的流体样品容器，该试管通常用于收集例如病人血液的流体样品。这样一个流体样品容器或试管可以装在一安装机构，例如前面所述的装载轮5的孔槽7中。流体样品可以从一试管中取出，并通过一个已知的流体输送装置插入到一多层柱2中。典型的流体输送装置包括，例如，真空基吸管头或样品针，它们与一吸管接头相连并插入到一试管中，以从试管中抽取流体；一个可移动的臂，以将样品针移动到一个多层柱2；以及一个可变压力源，以迫使流体样品从样品针流进多层柱2的外壳4的第一孔10中。借助于本发明公开的内容，其它一些适宜的流体传输装置对于本技术领域的技术人员来说将是很明显的。
在某些优选实施例中，可以提供一装载轮5，以操纵多层柱2，以及提供一分离装载轮5，以操纵试管或其它流体样品容器。因此，一个，或多个装载轮5可以被用于在测试机的不同工作站之间输送多层柱2和流体样品容器的组合。测试机内的典型工作站包括一个流体样品操纵站，在这里流体样品从一流体样品容器中取出并传送到一多层柱中；一个试剂站，在这里试剂被添加到多层柱中；一个冲洗站，在这里洗涤缓冲剂被添加到多层柱中，以清除掉未结合的待测物和/或其它微粒；以及一个检测站，在这里来自多层柱2的光或其它信号被接收。在另外的一些优选实施例中，多重处理步骤可以在一个单一工作站中进行。
一个空气储存器24通过控制阀26和管道28与多层柱2相连。洗涤缓冲剂储存器30通过控制阀32和管道28与多层柱2相连。试剂储存器34通过控制阀36和管道28与多层柱2相连。一个探测装置被用于接收一个来自多层柱2的信号和产生一个相应的电信号。在所图示的实施例中，探测装置包括一个光源38和一个光传感器。在某些实施例中，提供一个激发能源，以向多层柱2施加激发能，从而产生一个信号。在所图示的实施例中，激发能源为一光源38。在某些实施例中，激发能源可以通过一对电极(未示出)在多层柱的两端施加一个电压差。借助于本发明公开的内容，其它一些适宜的激发能源对于本技术领域的技术人员来说将是很明显的。
光源38靠近柱2布置，光传感器40则与光源38相对着也靠近柱2布置。光传感器40通过电缆42与位于壳体3内的计算机44相连，储存器25，24，30，34为样品、空气、洗涤缓冲剂或试剂提供出适宜的容积。在某些优选实施例中，储存器中包含用于一单个测试的足够的样品、空气、洗涤缓冲剂或试剂，更具体地说，其尺寸设计成包含有用于多重测试的足够的样品、空气、洗涤缓冲剂或试剂。这些储存器可以供给其中含量的至少一部分，该供给部分通过一管道被输送到多层柱2，并通过一控制阀被随意地调节。在上述公开内容的情况下，对本技术领域的技术人员来讲，一些适宜的储存器将是很明显的。
废液管或箱46位于多层柱2下方，以接受从孔12中的流出的流出物。在某些优选实施例中，如图6所示，废液管46通过套圈48直接与外壳4的下端连接。通道50在套圈40中形成，以允许空气从多层柱2中流入或流出。
下面参考图5，将详细描述测试机1的操作过程。如上所述，一个样品，例如一血液样品，从样品储存器25中引入多层柱2中。通过管道28将空气从空气储存器24中引入到多层柱2中。泵52通过管道54与空气储存器24相连，以调整储存器24中的气压。多层柱2中的气压从一正值到一真空值交替地变化，从而导致样品透过薄膜层6上下流动。薄膜层6中的每个在其上附着有一抗待测物的俘获层18将结合一个出现在样品中的特异待测物，例如，特定的抗原，抗体，配位基或受体等。控制样品通过多层柱2的流速，可以提高结合效率。由于样品多次通过多层柱2，导致样品中的待测物遇到俘获层18上的结合部位的机会增多，也使结合效率得以提高。
接着，来自储存器30的洗涤缓冲剂可以被引入到多层柱2中，以通过孔12将未结合的待测物从柱2中清除或清洗出来，并流入到废液管46中。然后将来自储存器34的试剂引入到多层柱2中。试剂(例如一第二抗体)与一可检测指示物偶合，该指示物可以提供对存在于样品中的特定待测物的识别。适宜的指示物包括，例如酶标记，如化学发光指示物或荧光指示物的发光指示物。以上述与样品同样的方式，被标记的试剂通过多层柱2并被结合到俘获层上。试剂流过腔室的速度也因此被控制，以增强结合效率。洗涤缓冲剂可以再次被引入，以清洗掉任何未结合的标记试剂。
在某些优选实施例中，试剂具有一放射性指示物。在这样的实施例中，采用一传感器，以检测从特定薄膜层6中发出的辐射。很明显，任何一个这样的传感器应足够灵敏，以可以区别出不同薄膜层6中发出的辐射。在其它一些实施例中，试剂具有一荧光指示物，在这种情况下，需要另一光源，以使被标记的试剂发光。在此情况下，光源38被用来向多层柱2中发射光，例如，一特定波长的激光，以激发被结合的标记试剂使之产生一发射光。不论哪种情况下，俘获层18都发射具有特定波长的光。以条形码读取器的方式，光传感器40扫描多层柱2中的每个薄膜层6，并在所发射光的波长的基础上，检测出每个俘获层的位置。然后，一个信号通过电缆42从光传感器40被传输到计算机44，以用于分析。随着被标记的试剂结合到俘获层上，光传感器40和计算机44可以检测出不薄膜层6上的不同被俘获待测物的存在或数量。
在另外一些实施例中，试剂可以具有一电化学发光指示物。在这种情况下，一电压被加到多层柱2上，从而得导致从出现在薄膜层6的俘获层18上的被结合标记试剂中发出具有特定波长的光。
在另外一些优选实施例中，指示物可以由两部分形成，第一部分附着在俘获层16上的抗待测物上，第二部分与试剂偶合。当第一部分和第二部分彼此足够靠近时，指示物将发射出光。适宜的第一部分的一个例子是europium cryptate。适宜的第二部分的一个例子是别藻蓝蛋白(allophycocyanin)。如果样品中的一个待测物已经结合到俘获层18上，以及试剂反过来也已经结合到样品待测物上，那么第一和第二部分将足够接近，从而产生出具有特定波长的发射光。如上所述，光可以直接被发射，或要求另一光源或施加电压以产生发射光。因此，可以通过发射光识别出待测物的存在。
在某些优选实施例中，洗涤缓冲剂和试剂可以通过人工方式，而不是在阀和/或一计算机或其它适宜的控制器的控制下从储存器中添加到多层柱2中。同样，样品可以以人工/手动方式，而不是在计算机或其它适宜的控制器的控制下添加到柱2中。
根据本发明的多层测试装置可以被用于，例如，分析血液样品，以及为发现药品、寻找生物活性而筛分化学化合物。采用本发明可以对血液样品进行的试验包括，例如筛分血液中的病毒、抗原，抗体蛋白质、酶等的试验，如筛分乙型肝炎表面抗原(HbsAg)、丙型肝炎病毒(HCV)和人类免疫缺陷病毒(HIV)。化学化合物可以直接合成在一薄膜上。然后，多层柱可以被组装，以及被用于通过一与在一测试流体样品中出现的疾病相关的目标蛋白质来筛分化合物的生物活性。通过多个不同层，可以在单个流体样品中同时进行多种测试，从而可以提高生产率，降低成本。薄膜层6的数目可以为数十个，数百个以至上千个或更多。
多孔薄膜层的使用提供了比微量滴定板更大的表面区域，从而，由于灵敏度与俘获表面的大小成正比，所以测试的灵敏度大大提高。通过使用指示物，例如化学发光指示物，也可以使灵敏度提高。
本发明适用于多步骤工艺，例如两步骤工艺中。两步骤工艺的一个例子是酶结合免疫吸附测定法(ELISA)。在这种工艺中，一抗待测物被附着在如图3、4所示的多层柱的俘获层上。该柱然后被暴露于一样品中，例如一病人的血液中，以使得样品中的待测物可以结合到抗待测物上。然后，用一缓冲剂冲洗该柱，以清除掉未结合的待测物，例如，可以采用前述实施例中的来自储存器30的缓冲剂溶液。然后将柱暴露于一例如来自试剂储存器34的试剂中，该试剂携带着如包被或附着在俘获层上的相同或不同的可特定地与待测物结合的抗待测物。在一优选实施例中，该试剂用一可检测的另一部分(moiety)加以标示，该可检测的另一部分包括，例如，酶指示物、放射性指示物、荧光指示物和化学发光指示物，这些指示物被结合到试剂中。可加以选择的是，柱可以利用例如来自洗涤缓冲剂储存器30的缓冲剂溶液再次进行冲洗。然后，以上述同样方式，一个传感器被用于检测样品中待测物的存在或数量。
在某些优选实施例中，一个可编程控制系统，例如，一个位于壳体3内并带有适宜的控制软件或一专用计算机模块的通用计算机被用于自动地控制测试机1及其部件。例如，计算机44可以被用于通过电缆55，56，58和60分别地控制阀23，26，32和36的操作。计算机44也可以被用于通过电缆62控制光源38的操作。本技术领域的普通技术人员能够提供用于控制测试机1的适宜的控制软件和硬件。
在某些优选实施例中，一个离心设备可以被包括在壳体3内，以提供出使样品流过多层柱的多层薄膜的力。
在某些优选实施例中，测试机1具有一温度控制设备。一温度控制装置可以加热和/或冷却一多层柱。可以理解，多层柱的温度可以被直接控制，例如，利用一温度传感器检测多层柱的温度并将其保持在一个渴望的设定点温度上。或者，多层柱的温度也可以通过检测和控制多层柱内一个区域的温度而间接地被控制。温度控制装置可以包括一加热元件，以及也可以包括一冷却设备。在上述公开的内容的情况下，其它的适宜的温度控制装置对本技术领域的技术人员来讲将是很明显的。
可选的是，如图10所示，可以通过一传送轨或带90(这里概括性地代表)或类似物在测试机1内的不同工作站之间承载一组多层柱2或流体样品容器，以测试相同或不同流体的分离样品。其它一些用于传输多层柱2和流体样品容器的装置包括，例如，可以夹持和保持柱2和流体样品容器的可移动臂。
图7示出了另一个优选实施例。通过以一已知方式平面衬底38的不同段上包被或附着不同的抗待测物，在平面衬底68上形成薄膜层66。平面衬底68置于壳体70中，以使得衬底68的平面基本上平行于壳体70的纵轴L。壳体70被用于如上所述的一测试装置中。薄膜层66可以用一染料作出标记，以区别不同的薄膜层66。在另一个优选实施例中，薄膜层的特定抗原或抗体可以被直接置于壳体70的内表面上，然后作为衬底使用。
图8示出了另一个优选实施例，其中薄膜层76形成于一衬底78上。衬底78在壳体80内以褶状方式折叠。因此，每个薄膜层76相对于壳体80的纵轴Y轴呈一倾斜角度。图7的多层测试装置被用于一如上所述的测试装置中。可以理解，在某些优选实施例中，处于衬底78顶端和底端的薄膜层76可以作为如上所述的过滤层。
图9示出了另一个优选实施例，其中每个薄膜层88的一部分86被切开，每个部分86至少部分地与邻近部分86交叠，从而通过薄膜层88形成一个通道，通过该通道，流体样品可以直接流动。
根据上述本发明和优选实施例的公开内容，本技术领域的技术人员将很容易理解，在不脱离本发明的实质范围和精神的情况下，可以做出不同的修改和改变。所有这些修改和改变都应该视为被下述权利要求覆盖。
Claims (31)
1、一种多层柱，其包括：
一个腔室，该腔室具有一个纵向轴，并在其第一端部带有一个第一孔；
多个竖直堆叠在腔室内部的薄膜层，这些薄膜层包含至少多个固态衬底，每个衬底携带着一种不同的抗待测物和一封阻物质。
2、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，薄膜层是平面状的。
3、按照权利要求2所述的多层柱，其特征在于，薄膜层的平面垂直于腔室的纵向轴。
4、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，每个薄膜层包含一个类似过滤器的微孔薄膜。
5、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，每个薄膜层包含一个纤维基薄膜。
6、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，薄膜层可以透过至少一个选定波长的光。
7、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，每个薄膜层包括一个携带着抗待测物的俘获层和至少一个与俘获层平行的光屏蔽层。
8、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，至少一个光屏蔽层中包含一个光吸收层。
9、按照权利要求7所述的多层柱，其特征在于，至少一个光屏蔽层中包含一个光反射层。
10、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，腔室内的所有表面携带有一封阻物质。
11、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，多个薄膜层中最端部的薄膜层为过滤层，该过滤层具有许多孔，孔的尺寸被设计成能够防止一个预选尺寸的微粒流到多个薄膜层中的中央薄膜层。
12、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，薄膜层沿着纵向轴通过隔离层相互隔开。
13、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，薄膜层是平面状的，薄膜层的平面相对于纵向轴呈一倾斜角取向。
14、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，还包含有容纳在腔室内的缓冲剂溶液。
15、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，腔室在其第二端部具有一个第二孔。
16、按照权利要求15所述的多层柱，其特征在于，还包含一个与腔室的所述第二孔流体连通的废液管。
17、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，还包含一个流体排出口，以在腔室内提供出一个流体排出路径。
18、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，薄膜层被放置在一个平面衬底上，平面衬底的平面平行于腔室的纵向轴。
19、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，每个抗待测物是从以下组中被选择的，该组包含有抗体，抗原，配位基，配位基受体，能够与一个待测物核酸杂交的核酸，酶联免疫吸附待测物，能够与一待测物蛋白质或蛋白质片段形成一种复合体的蛋白质或者蛋白质片段。
20、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，还包含一个传送器，用以把多个薄膜送入或者送出测试装置。
21、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，薄膜层为类似于过滤器的平面状微孔薄膜层，每个薄膜层具有多个孔，以允许流体样品流过该薄膜层，并允许流体样品流过竖直层叠的多个薄膜层，每个薄膜层的平面垂直于腔室的纵向轴。
22、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，该腔室还包括一第二端部，该第二端部具有一第二孔，并具有与腔室的纵向轴垂直的横截面，流体样品通过第一孔流入腔室中并通过第二孔排出，该薄膜层呈多微孔状，每个薄膜层具有充足的孔，以允许流体样品流过该薄膜层以及流过竖直层叠的多个薄膜层，每个薄膜层的尺寸与腔室吻合。
23、按照权利要求1所述的多层柱，其特征在于，该腔室还包括一第二端部，该第二端部具有一第二孔，并具有与腔室的纵向轴垂直的横截面，流体样品通过第一孔流入腔室中并通过第二孔排出，该薄膜层呈多微孔状，每个薄膜层具有充足的孔，以允许流体样品流过该薄膜层以及流过竖直层叠的多个薄膜层，至少多个薄膜层与腔室的壁吻合。
24、一种流体测试装置，其包括：
一个壳体；
一个位于壳体内的安装机构，用以接受一个多层柱；
一个安装在安装机构中的多层柱，该多层柱包括一个伸长腔室，它在其第一端部具有一个第一孔，腔室内堆叠着多个薄膜层，这些薄膜层包含至少多个固态衬底，每个衬底携带着抗待测物和一封阻物质；
一个位于壳体内的试剂储存器和流体输送装置，用于把试剂从试剂储存器供给到伸长腔室的第一孔；
一个位于壳体内的洗涤缓冲剂储存器和第二流体输送装置，用于把洗涤缓冲剂从洗涤缓冲剂储存器供给到伸长腔室的第一孔；以及
一个位于壳体内的传感器，用于从伸长腔室中接收信号并产生一个相应的电信号。
25、按照权利要求24所述的流体测试装置，其特征在于，还包含一个计算机，它响应于由传感器产生的电信号。
26、按照权利要求24所述的流体测试装置，其特征在于，还包含一个流体处理系统，它包含一个流体样品容器安装机构，用于安装至少一个流体样品容器，以及一个流体样品输送装置，用于把流体样品从流体样品容器中供给到安装在安装机构中的多层柱。
27、按照权利要求26所述的流体测试装置，其特征在于，流体样品容器安装机构同时支撑多个流体样品容器，流体样品输送装置适于连续地把流体样品从每个流体样品容器中供给到一个相应的多层柱中。
28、按照权利要求24所述的流体测试装置，其特征在于，还包含一个位于壳体内的激发能源，用于向多层柱施加激发能。
29、按照权利要求24所述的流体测试装置，其特征在于，激发能源包含一光源，它以一个预选波长的光照射多层柱中的至少一个薄膜层，而多层柱中的至少一个薄膜层响应于该预选波长。
30、按照权利要求28所述的流体测试装置，其特征在于，激发能源在多层柱的两端施加一电压差。
31、按照权利要求29所述的流体测试装置，其特征在于，还包含一个与第一孔可操作相连的可变压力源。
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