CN101203311B - 产生流体传送的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

在无孔基底上制造吸收区域，该吸收区域是为了建立和/或维持流体在穿过或顺着所述至少一个流体通道的传送，该基底具有基本上垂直于所述表面的凸起，且该凸起具有高度、直径和凸起之间的一个或多个距离，致使在所述区域内的所述流体形成横向毛细管流。

Description

产生流体传送的方法和设备
技术领域
本发明涉及分析和诊断测试领域，特别是在不同设备内建立或维持流体传送的方法和设备，包括在此测试中使用的载体和基底。 
背景介绍
以前许多在实验室所进行的生化测试需要高级设备和的实验员，而今天这些可以由医生、护士或甚至患者自己使用小的通常为一次性的设备来进行。这是最近几十年来发生的对生化和医药的更好理解以及随着机械和电子的正在进行的微小型化的一个结果。 
这些测试能够分为两类：“一步法测试”，其样品加完后，反应发生在基底上，通过检测所述基底的一种或多种性质的变化从而得到结果；“两步法测试”，其样品通过加入检测结合物来跟踪，其导致特定反应得到检测信号。 
在大多数的测试中，检测结合物和可能的其它试剂是预先分配或集成在设备中的，而不需要使用者分开加入试剂的。 
最常用的一次性检测设备由接收样品的区域或地方、反应区域、任选连接在接收和反应区域的传送或孵育区域组成。已知的这些检测设备有免疫层析法检测设备或简化的如试纸。它们使用具有能支持毛细管流的流体通道的多孔材料，如硝化纤维。样品接收区域常常由能够吸收样品的较多孔材料组成，以及当需要分离血细胞时，有效地捕捉红细胞。此类材料的实例为纤维的材料，如纸、羊毛、凝胶或薄纱，由例如纤维、硝化纤维、羊毛、玻璃纤维、石棉、人造纤维、聚合物等或这些物质的混合物组成。传送或孵育区域通常由同样或类似的材料组成，通常具有与样品接收区域的材料不同的多孔结构。同样地，可同孵育区域合在一起或者构成了其大部分末端的反应区域，通常由类似的吸收纤维的材料如硝化纤维或者任何上述材料组成。 
在检测设备或试纸中，多孔材料组装在载体上，如一条热塑性材料、纸、纸板或等类型。此外，可以提供覆盖物，所述覆盖物具有至少一个用来接收 样品的孔和用来观察检测结果的孔或透明区域。 
硝化纤维的材料经常被用来构成传送或反应区域的母体，连接接收区域和反应区域。硝化纤维的一个非常显著的缺点就是它的同蛋白质和其它生物分子的高非特异性结合。然而现在的试纸常常处理过量的样品，以减少此类结合的影响。从物理和化学性质来考虑，其性质变化是硝化纤维的另外一个缺点。在任何情况下，都有减少样品体积以及小型化整个测试的趋势，包括减少试剂的量，但不影响其精确性和可靠性。 
在此技术领域内，代表性的WO01/27627公开了一种检测设备，其用来定量或检测液体样品中分析物的存在或缺失，包括永久性地或抽取式的模铸品，其附于基本的平面板上使得在所述平板和所述模铸品之间形成毛细管仓，该设备还包括检测样品和/或试剂引入的仓，且还包括能够容纳吸收垫的仓，其中所述测试样品所在的仓和所述能够容纳吸收垫的仓通过所述毛细管仓横向流动接触。 
US 6,436,722描述了集成的多个独立的流体通道的诊断设备和方法，以及吸收块，其提供了充足的毛细管作用来拉动试剂到所述吸收块并且支持分开的第二流体通道，其从第一流体通道在第二个方向流动。明显地，该吸收块要能够容纳过量总体样品体积中的一定体积的液体和全部体积的所有的其它液体试剂。 
本发明的目的是找到替代的便于生产、节省成本的结构，以及具有如在WO 03/103835中公开的相同应用的微柱结构的技术优点。此外，对技术人员来说当研究完下面的说明书和非限制性实例后，目的、解决方法和它们的优点是非常清楚的。 
发明内容
本发明人提供了处理流体检测的可行的改良设备和方法，特别对于象在生物样品上的诊断和分析检测时的小量的样品。本发明的实施方式涉及设备，该设备包括至少一个为了流体传送的流体通道，其具有第一末端和第二末端；以及吸收区域，其特定调节来建立、维持和/或计量穿过或顺着至少一个流体通道的流体传送，其中所述吸收区域包括具有基底表面的无孔基底，所述区域具有基本上垂直于所述表面的凸起，以及所述凸起具有高度(H)、直径(D)和凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)，致使在所述区域内的所述流体形成横向毛细管流。
其它实施方式为关于处理穿过或顺着基底上或其内的至少一种流体通道传送流体的方法，其中所述通道中的流体传送是通过设置为与所述通道流体接触的吸收区域来建立和/或维持和/或计量的；且所述吸收区域包括无孔基底构成的区域，所述区域具有基本上垂直于所述表面的凸起，以及所述凸起具有高度(H)、直径(D)和凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)，致使在所述区域内的所述流体形成横向毛细管流。 
发明设备的其它实施方式和方法在下面的说明书、实施例、附图和权利要求中描述，在此引入作为参考。 
附图说明
本发明将在下面本发明实施方式的说明、非限制性实施例和权利要求中详细描述，在此引入附图作为参考； 
图1示意性地示出了本发明实施方式的具有平行流体通道的设备； 
图2示意性地示出了根据发明的实施方式的另一个设备的全视图； 
图3示出了本发明的实施方式的设备的侧视图； 
图4示出了本发明另一个实施方式的设备的侧视图； 
图5示出了另一个实施方式的设备的侧视图； 
图6a和6b示意性地示出了根据两种不同实施方式的设备的横截面图； 
图7示出了另一种实施方式的侧视图； 
图8示出了图7的实施方式的全视图；和 
图9示出了如何测量凸起的高度(H)、直径(D)和凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)的细节。 
说明书 
定义 
在描述本发明设备和方法以前，需要理解的是本发明并不局限于特定的如在此所公开的结构、方法步骤和材料，其在一定程度上是可以变化的。同时也需要理解的是，由于本发明的保护范围仅受到权利要求和其等价物的限制，在此所使用的术语仅是为了描述特别实施方式的目的，因此其并不起限制作用。 
同时也必须注意，除非在本文明确的指出，如在此说明书和权利要求中所使用到的单数形式的“a”、“an”和“the”包括复数的所指物。因此，例如，涉及的含有“单克隆”的反应混合物包括两种或多种抗体的混合物。 
在本文中使用的数值的术语“大约”指精确的区间，其为本领域的技术人员所熟悉并能够接受的。所述区间在±10％或优选±5％。 
在本发明的说明书和权利要求书中，使用与在此所阐释的定义一致的下列术语。 
术语“样品”在此指的是对其任何性质进行定性或定量测试的一定体积的液体、溶液或悬浮液，所述性质如组分的存在或不存在、组分的浓度等。该样品可以是从有机体中提取的样品，如哺乳动物，优选人；或从生物圈中，如水样品，或污水；或从工艺、化学或生物方法中，如制造方法等，药物、食物和饲料的生产，或饮用水的纯化或废水的处理。样品可能受到定性或定量检测如，或在合适的预处理后，如均质化、超声波处理、过滤、沉降、离心、热处理等。 
本文中的一般样品为：体液流体如血液、血浆、血清、淋巴、尿、唾液、精液、羊水、胃液、粘液质(phlegm)、痰、粘液(mucus)、眼泪等；环境流体如地表水、地下水和雪水等；处理流体如牛奶、乳水、原汤、营养液和细胞培养基等。本发明的实施方式应用在所有的样品，但优选体液样品，最优选为全血样品。 
定性或定量的检测，以样品的横向流动和样品中存在的组分和设备中存在的试剂之间相互反应以及此类相互反应的检测为基础，可以为任何目的，如诊断、环境、质量控制、调整、辩论或科研目的。此类测试通常用到色谱层析法检测或横向流动测试如免疫色谱层析法检测。 
诊断检测的实例包括，但不限于，对不同病症特定的分析物也称为标记的检测，例如慢性代谢疾病，如血糖、血酮、尿糖(糖尿病)、血液胆固醇(动脉粥样硬化症、肥胖症等)；其它特定性疾病的标记，例如急性病症，如冠状梗塞标记(肌钙蛋白-T)、甲状腺机能标记(如促甲状腺激素(TSH)的检测)、病毒感染的标记(使用横向免疫检测用来检测特定的病毒抗体)；等。 
诊断检测的另一个重要的领域为怀孕和生育力例如怀孕测试(i.a.人绒毛膜促性腺激素(hCG)的检测)、排卵测试(i.a.促黄体激素(LH)的检测)、生育 力测试(i.a.促性腺激素(FSH)的检测)等。 
另一个重要的领域就是药物测试，指示药物滥用的药物和药物代谢产物的简易和快速测试；如在尿液样品等中，特定药物和药物代谢物(如THC)的检测。 
术语“分析物”使用作为术语“标记”的同义词，其包括任何定量或定性的物质。 
本发明中说明书、实施例和权利要求中使用术语“区域”、“地方”和“地点”用来定义在基底上的部分流体通道，其在现有设备中或根据本发明实施方式的设备中。 
术语“反应”用来定义任何反应，其发生在样品的组分和所述基底上或其中的至少一种试剂之间的反应，或者在所述样品中存在的两种或多种组分之间的反应。术语“反应”特别用来定义发生在分析物和该分析物的定性或定量检测部分的试剂之间的反应。 
术语“基底”在本文中指的是载体或基体，其为样品加入的地方，或测试在其上或其中进行的地方，或在分析物和试剂之间发生反应的地方。 
术语“化学功能性”包括为进行或促进检测所必需的任何化学化合物或部分。跟本发明特别相关的一类化学化合物是对样品中一种或多种组分显示特定的亲和性或者能够同他们相结合或相互作用的化合物或组分。红细胞分离试剂就是其中一个说明性的例子。此类试剂是能够聚集或结合红细胞的任何物质。 
术语“生物功能性”包括在样品中的组分和基底上或其中的试剂之间的所有生物相互作用，如催化、结合、细胞内摄作用、活化或其它的生物特定相互作用。合适的试剂包括，但不限于，抗体、抗体片断或衍生物、单链抗体、外源血凝素、DNA、适体等，包括其他聚合物或具有结合能力的分子。此类试剂是本领域技术人员按照要分离组分的选择，使用标准方法如筛选方法和化学库所能够辨别的。 
术语“物理功能性”此处包括除了主要在化学和生物的那些方面，涉及在反应和相互作用中功能性。实例包括直径、高度、形状、横截面、表面形貌学和表面样式，每单位面积凸起的数目、所述凸起表面的润湿行为或其组合，和/或影响样品组分的流动、保持、粘附或排异。 
化学、生物和物理的相互作用区分通常并不总是明显的，如在样品组分 和基底上的试剂之间的相互作用包括化学、生物以及物理方面是可能的。 
如在亲水性或疏水性化合物、亲水性或疏水性相互作用等中的术语“亲水性”和“疏水性”，具有本领域内技术人员通常所理解的意义，以及对应于公认教科书所使用的意义。 
发明详述 
本发明范围内的处理流体的设备的实施方式中，包括至少一个用于流体传送的流体通道，和用于建立和/或保存从通过或沿着所述至少一个流体通道传送的流体的吸收区域，其中所述吸收区域包含有无孔基底制成的区域，所述区域具有基本上垂直于所述表面的凸起，且所述凸起具有高度(H)、直径(D)和凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)，以至于在所述区域内所述流体形成横向毛细管流。另外通过优化上述的高度、直径和凸起之间的一个或多个距离，通过改良所述凸起的表面，该凸起能够给出想要的化学、生物或物理功能。 
所述设备优选为一次性检测设备或此类设备的部分，如诊断或分析检测设备。所述至少一个流体通道可以是任何流体通道，能够通过反应区和任选孵育区，在样品加入的地方到吸收区域建立流体连通。 
本发明的实施方式中，样品可以顺着一个流体通道或被分为两个或多个平行流体通道流动。或者将几个样品加到两个或多个平行流体通道。相似地，所述流体通道可以是连续性的也可以是间断性的，后者指的是流体通道可以通过调节流速、流动的体积和时间的阀门、定时门或锁来中断。 
在一个实施方式中，所述至少一种流体通道是支持毛细管流的通道。支持毛细管流的通道的实例有开口或封闭的毛细管、小沟(groove)、凹槽(channel)、灯芯、膜、滤纸、凝胶或类似物。流体通道优选结合至或由基本上垂直的凸起支持的部分或全部流体通道组成，如在WO 03/103835所公开的同样应用的微柱。所述凸起或微柱优选由无孔基底构成，并且形成的凸起基本上垂直于所述表面，所述凸起具有高度(H)、直径(D)和凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)，致使在所述区域中的所述流体形成横向毛细管流。另外优化上述的高度、直径和凸起之间的一个或多个距离，通过改良所述凸起的表面该凸起可以具有需要的化学、生物或物理功能。 
根据一个实施方式，吸收材料是沉积(deposited)在所述区域上或在所述区域中。所述吸收材料选自含纤维的材料、吸湿性盐、亲水性聚合物结构、 固体吸湿性颗粒、柔性聚合物链的交联网状的多孔颗粒，如交联葡聚糖或琼脂糖的多孔可粒、高吸水性物质、吸收泡沫，如聚氨酯泡沫等。这在图3、4和5中示意性的说明。在图3a中，设备(1)具有流体通道(27)，其由基本上垂直的凸起组成，且通向吸收垫并与吸收垫(29)流体连通，该吸收垫置于流体连通的流体通道中。 
在图4中，基底(1)具有流体通道(27)，其由基本上垂直的凸起组成，在其远端部分将吸收粒子(31)置于垂直凸起之间。此实施方式具有确保吸收粒子与设备好的吸附性以及流体与粒子间连通性好的优点。 
在图5所示的特别实施方式中，基底(1)上的流体通道(33)以在所述基底表面上的小沟或凹槽通路形式提供，其中在所述凹槽的远端部分具有凸起区(35)，所述凸起在所述凹槽和吸收区域之间形成转换，该吸收区域通过所述凸起与所述通路流体连通。通过提供该凸起，此实施方式具有确保在凹槽或沟中的流体和该吸收区域的连通好的优点。 
高吸水性物质或高吸水聚合物(SAPs)如聚丙烯酸酯晶体和凝胶对技术人员是熟知的，并且是可商业购得的(如DRYTECH(R)，The Dow ChemicalCompany，USA)。 
在图2所示的实施方式中，全视图的设备(1)具有三个流体通道(11，13和15)，每个同独立的吸收区域(17，19，21)流体连通。在此实施方式中，第三个流体通道(15)显示为在所述基底(1)表面中的小沟，其通向相应的第三个吸收区域(25)。因此像这样的第三个流体通道不支持毛细管流。 
在图2中，第一个吸收区域(17)包括吸收垫(23)，其粘附于流体连通的区域(17)。第二个吸收区域(19)包括吸收材料，其沉积在所述区域的基本上垂直的凸起之间。第三个吸收区域(21)包括沉积在所述区域的基本上垂直的凸起上和其间的泡沫。 
图6a所示的为实施方式的横截面图，其中包含有基本上垂直的凸起(39)的流体通道位于基底的凹槽中，因此该凹槽的底部或“底板”低于基底的总表面(43)。优选凸起的顶部与所述表面(43)为同一水平，以此来简化生产和保护垂直的凸起。 
图6b所示的为一相关实施方式，其中在垂直的凸起顶部放置覆盖物或箔(45)。这本身起到了精确限制由凸起所限定的体积。它同时也可通过该区域的疏水性质来改良，优选增强吸收区域的吸收容量或吸收速度。在图9中， 细节图表示如何测量上述凸起的高度(H)、直径(D)和凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)。 
在一个实施方式中，微柱或凸起的高度约15至约150μm之间，优选为约30至约100μm，直径为约10至约160μm，优选20至约80μm，凸起之间的一个或多个距离为约5至约200μm，优选10至约100μm。流动凹槽的长度为约5至约500mm，优选为约10至约100mm，长度为约1至约30mm，优选为约2至约10mm。在本文中应当注意到根据本发明实施方式的设备并不需要一致的微柱区，在设备中微柱的尺寸、形状和凸起之间的一个或多个距离可以变化。同样地，流体通道的形状和尺寸也可以变化。 
在另一个实施方式中，所述至少一种流体通道为不支持毛细管流的通道。此类通道的主要实例为开放或闭合的通道，其具有足够大的直径以致于毛细作用不能发生。只有当加入过量的流体时，通过重力、离心、抽吸或其他外部影响作用，此类通道才是被流体充满的。根据本发明，此类不支持毛细管流的通道可以连接到吸收区域，在此情况下吸收区域将在通道中建立流动。根据本发明的一个优选实施方式，所述区域被设计成以下这样，该区域所抽取的和用来通过任选孵育区域和反应区域的体积是由所述区域的体积决定的，而不是由加入到设备的样品量决定的。 
根据本发明的另一个实施方式，本发明的设备包括通向相同吸收区域或该相同区域的部分的两个或多个平行通道。根据此实施方式的设备，特别适合用于一个样品中的多个被分析物需要检测时的检测。每个流体通道都有自己的一套试剂，样品进入每个通道和沉积在或其他形式出现在通道中的试剂反应。 
图1示例性的说明一个实施方式，其包括基底(1)，所述基底具有每个都与吸收区域(9)流体连通的三个流体通道(3，5和7)，此吸收区域在此为基本上垂直于基底表面的凸起区域。此处，所有的包括凸起的三个流体通道都能产生或支持毛细管流。当在检测应用中使用时，把样品加载在图1和2所示的通道3、5或7的近端，或在图3、4或5中的通道27的左手端。 
根据这个和相似的实施方式，通过调节所述通道的长度、宽度、深度或其他性质，在所述平行通道中的流体形成同时或相继流动。例如，当需要一个长的孵育的时间时，可使用长的蜿蜒的通道(例如，如图1和3中所示的3和11)。当加入不同的试剂或相同样品需要几次分析时，可使用有分支的通 道。样品受到几次分析的应用的一个实例为在一个样品中同时检测不同蛋白质的存在和/或活性的多重分析领域。其他应用包括在单一样品中的蛋白质的特定基团的存在和/或活性的多重检测；不同蛋白质改性如磷酸化和遍在蛋白化的同时检测等；以及在一个样品中，同时检测结合特定捕获蛋白质的蛋白质和结合特定核酸序列的蛋白质。以珠-基的多重分析为此领域的技术人员所熟知，具有固定反应物和检测结合物的珠可商业购得。珠工艺也适用于本发明的设备，或在发明设备上使用固定在基底的反应物和结合物。 
根据本发明的一个实施方式，吸收区域的流体容量至少等于所要传送的流体的体积，优选至少两倍体积。根据本发明的优选实施方式，该吸收区域的容量决定着加入到反应区域的样品量，使得该设备不依赖于样品的计量。 
本发明实施方式中的基本上垂直的且适于所要做的检测和适合需要的流速和容量的凸起优选具有化学、生物学或生理学性质，包括亲水性。一个例子就是用葡聚糖涂覆该凸起。 
本发明同时提供一种处理流体在基底至少一个流体通道中或顺着该通道传送的方法。其中所述通道中的流体传送通过吸收区域来建立和/或维持，该吸收区域设置在流体接触的所述通道中，其中所述吸收区域为由无孔基底构成的区域，所述区域具有基本上垂直于所述表面的凸起，且所述凸起具有高度(H)、直径(D)和凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)，致使在所述区域上所述流体形成横向毛细管流。 
在所述方法中，所述基底优选形成一次性设备的至少一部分或部件。 
根据优选实施方式，吸收材料沉积在所述吸收区域上。所述吸收材料优选选自含纤维的材料，包括强化的含纤维的材料，如可能含有玻璃纤维的纤维、硝化纤维、吸湿性盐、亲水性聚合物结构、亲水性固体颗粒、柔性聚合物链的交联的多孔颗粒，如交联的葡聚糖或琼脂糖的多孔颗粒，或交联的丙烯酰胺、高吸水材料、聚氨酯泡沫等。 
根据本发明的方法，样品可被分在两个或多个流体通道，其中至少一个流体通道为支持毛细管流的通道。或者说，所述至少一个流体通道为不支持毛细管流的通道。 
附图仅仅以非限制方式说明了发明的实施方式，其特征在所述实施方式中是可以互换的。例如图5中的沟或凹槽(33)可以分别替换图1中的一个或多个流体通道(3，5和7)或图2中的流体通道(11，13和15)。同样地，不同形 状的流体通道在这仅仅列出了如蜿蜒状的通道(3，11)、沙漏形状的通道(5，13)和基本上笔直的通道或凹槽(7，15和33)。本发明的设备和方法中的流体通道也可以为迷宫形、支状互相连接的或具有在相关领域内对技术人员熟知的其它的形状。 
根据一个实施方式，样品或其部分穿过通向相同吸收区域或相同区域的部分的平行通道。 
根据另一个实施方式，通过调解所述通道的长度、宽度、深度或其它性质，实现在所述平行通道中的流体同时或依次流动。 
此外，本发明方法中的该吸收区域的流体容量至少等于所要传送的流体的体积，优选至少为两倍体积。根据本发明的优选实施方式，该吸收区域的吸收容量决定了穿过流体通道吸取的样品和/或试剂的量，包括反应和检测区域，且任选孵育区域。因此，本方法包括样品或试剂的精确计量，其变得不依赖于样品或试剂的加入量。 
本发明包括任何分析或诊断测试设备，其包括发明和其中的实施方式定义的任何设备，也包括任何方法，其包括此处定义的设备或步骤的用途。 
优点 
本发明的实施方式使得取代传统的具有较紧密构造的吸收垫成为可能，其下面垂直的凸起保证了吸收区域的一致性和可靠性。该垂直的凸起保证了从流体通道到吸收区域的平稳过渡，同时也保证了在所述吸收区域样品流体的均匀分布。 
实施方式使得精确测量和调节穿过流体通道吸取的样品和/或试剂的量，包括检测区域和任选孵育区域。 
实施方式也简化了现有测试灵敏度的调节，对小体积或大体积的样品得到相等的应用。 
使用箔覆盖吸收区域不仅帮助非常精确的限定体积，其也能改变流速。对于同一个结构和相同体积，通过应用不同的箔到该结构来调节流速。 
该实施方式特别适于具有同样的流动凹槽和高度重复特征的一次性设备的批量生产，该重复特征为关于容量、流速和反应时间的特征。该实施方式也适于从良好特性的聚合物材料的制造，全部或部分取代相比于不好的纤维的材料。 
该实施方式使得在大的间隔内，精确调节吸收容量成为可能，并使得制 造不同应用的一次性设备成为可能。 
其它的优点对于技术人员通过研究说明书、附图和非限制性实施例是很清楚的。 
实施例 
材料和方法： 
在WO 03/103835中描述的微柱(micropillar)结构由
Figure 2006800222142_0
mic AB，Uppsala，Sweden生产，其用来形成毛细管流凹槽和转换并支持吸收区域。通过在二氧化硅中蚀刻结构来制造包括要测试的结构的阳性原版(positive master)，使用所述二氧化硅原版用镍制造阴性模子(negative mold)。通过相对于阴性模子热塑性挤出制造大量测试结构，在1mm厚度的聚丙烯盘上产生结构，该盘切割成条，每个具有由垂直凸起或微柱组成的流体通道或开放的流动凹槽。由于颗粒的原因，使该条具有与一般显微镜载片相同的尺寸即20×76mm。 
微柱具有下面的尺寸：高度69μm、直径46μm且置于相互之间的一个或多个距离大约为29μm。流动凹槽(channel)的长度为25mm，宽度为5mm。最后5mm用来支撑吸收材料，规定吸收区域大小为5×5mm。 
通过使用10μL的缓冲液依次5次来检测稳定态的流动，该缓冲液由0.25％的Triton X-100、0.5％的BSA、0.3M的NaCl、0.1M的Tris-缓冲液pH7.0组成。记录缓冲液消失的时间。使用最后的第5次(the last five)用来计算稳定态。 
实施例1：使用多孔微珠作为吸收方式的毛细管流 
将25毫克干燥的Sephadex G25(介质，Amersham Biosciences，Uppsala，Sweden)置于流动凹槽的远端，分散在垂直凸起之间。如上述的通过加入缓冲液来检测流动。结果示于表1： 
表1 
  加入   芯片AμL/min   芯片BμL/min
  1  2  3  4  5   7.1  6.7  6.7  6.9  7.1   7.1  7.0  6.8  6.7  7.1
预实验使用相同微珠Sephadex G25(特级，Amersham Biosciences，Uppsala，Sweden)的另一部分，其结果表明颗粒大小显著地影响了流动。 
实施例2：使用纤维素/玻璃纤维滤膜作为吸收工具的毛细管流 
将25mm长和5mm宽的CF6(Whatman，Maidstone，England)吸收滤膜放在流动凹槽的远端，静置于垂直凸起上。通过如上所描述的加入缓冲液来测试流动。结果示于表2： 
表2 
  加入   芯片AμL/min   芯片BμL/min
  1  2  3  4  5   11  12  12  11  11   11  11  10  11  11
结果显示在流体通道、凸起和吸收滤膜材料之间形成了较好的功能性界面，得到了较好的流速。 
实施例3：使用泡沫材料作为吸收工具的毛细管流 
聚氨酯泡沫在设备上原位加工，其在流动凹槽的远端，由垂直凸起组成的区域。泡沫填充凸起之间的空间，提供了流体跟其余流动凹槽的良好的连通。使用不同的样品对泡沫吸收100μl的时间进行了三次测定。结果(表3)显示泡沫可用作吸收区域并得到相关的流动。通过优化泡沫的多孔性、固化和其它性质，可以得到更好的流速。 
表3：芯吸结果。y轴表示的吸收100μL水的时间 
  样品   时间1   时间2   时间3   平均
  1.1  1.2  2.1  2.2  3.1  3.2  4.1  4.2  5.1  5.2  6.1  6.2  7.1  7.2  8.1  8.2  3.2-A  3.2-B  3.2-2   2.30  1.30  5.00  2.45  0.22  0.33  0.30  0.35  1.30  1.45  1.55  1.25  3.50  3.40  4.20  -  2.40     4.30  2.00  5.00  3.00  0.23  0.35  0.41  0.35  1.40  1.50  2.10  2.31  4.20  4.25  4.49  -  3.10     3.10  2.00  5.00  2.55  0.30  0.38  1.05  1.05  1.45  2.15  2.15  2.33  4.30  -  -   3.5     3.23  1.77  5.00  2.67  0.25  0.35  0.59  0.58  1.38  1.70  1.93  1.96  4.00  2.55  2.90  0.00  3.00  0.00  0.00
实施例4：箔依赖性流动 
制备测试条(test strips)，所述测试条具有流体通道，该流体通道由微柱区组成或通向微柱区，所述微柱区具有如下尺寸：高度为69μm、直径为46μm以及把它们置于相互之间的一个或多个距离大约为29μm。流动凹槽长度为大约25mm和宽度为4mm。相对于样品加入的远端覆盖有粘性箔。测试具有亲水和疏水粘合剂(adhesives)的不同箔(样品由Adhesives Research Inc.，USA提供)。 
使用添加有0.015％的Tween-20的磷酸盐缓冲盐水测试流动，结果示于表4。 
表4：箔对微柱结构中的流动速率的影响 
  流体通道宽度   4mm   2mm   总体积
    流速(μl/min)   流速(μl/min)   (μl)
  无(开放结构)   11   7   40
  亲水性箔   15   8   30
  疏水性箔   非常慢   非常慢   NA
结果显示用亲水性箔覆盖较宽流体通道(4mm)的远端显著的增加了流速。很可能，在较窄流体通道(2mm)中达到较少的改善是由于结构不同引起的。在窄流体通道中，暴露侧的作用变得较大。可以得出，通过调节粘合剂的性质，例如通过选择不同程度的润湿性或亲水性，对不同的样品，可以精确调节流速。 
总之，所有的实验结果表明本发明概念具有实用性，以及吸收区域的提供能够显著的增加本发明的设备的吸收容量和流速。使用箔紧密置于凸起或微柱结构上的箔的实验表明其不仅能非常精确的限定体积，而且还影响流速。 
尽管本发明以其相关的优选实施方式描述，所述优选实施方式构成了对发明人所知的最好的模式，但应该理解为对本领域内普通技术人员而言明显的不同的改变或改良都应视为在本发明所附的权利要求的保护范围内。 

Claims (33)

1.处理流体的设备，所述设备包括：
至少一个为了流体传送的流体通道；
以及吸收区域，其建立和/或维持穿过或顺着所述至少一个流体通道的流体传送，
其特征在于所述吸收区域包括
具有基底表面的无孔基底，所述区域具有基本上垂直于所述表面的凸起，所述凸起具有高度(H)、直径(D)以及凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)，致使在所述区域内的所述流体形成横向毛细管流，在吸收区域的所述垂直凸起上面放置箔，其中，所述箔具有影响所述至少一个流体通道中流速的亲水特性。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备是一次性的检测设备或此类设备的一部分。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，吸收材料沉积在所述吸收区域中。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述吸收材料为含有纤维的材料。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述吸收材料为吸湿性盐或亲水性聚合物结构。
6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述吸收材料为亲水性固体颗粒。
7.根据权利要求3所述的设备，其中，所述吸收材料为柔性聚合物链的交联网状的多孔颗粒。
8.根据权利要求3所述的设备，其中，所述吸收材料为高吸水性材料。
9.根据权利要求3所述的设备，其中，所述吸收材料为热塑性泡沫材料。
10.根据权利要求3所述的设备，其中，所述吸收材料包括交联的葡聚糖或琼脂糖的颗粒。
11.根据权利要求3所述的设备，其中，所述吸收材料为聚氨酯泡沫。
12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个流体通道是支持毛细管流的通道。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个流体通道是不支持毛细管流的通道。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括通向相同吸收区域或该相同区域的部分的平行通道。
15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括通向两个或多个显示相同或不同吸收容量的吸收区域的平行通道。
16.根据权利要求1-15中的任一项所述的设备，其中，该吸收区域的流体容量为至少等同于待传送流体的体积。
17.根据权利要求1-15中的任一项所述的设备，其中，该吸收区域的流体容量至少为待传送流体的体积的2倍。
18.根据权利要求1-15中的任一项所述的设备，其中，顺着流体通道输送的样品的体积是由吸收区域的吸收容量所决定的，并不是由加到该设备的样品量决定的。
19.处理在基底上的至少一个流体通道中或顺着该至少一个流体通道流体传送的方法，其特征在于在所述通道中的流体传送是通过设置为与所述通道流体接触的吸收区域所建立和/或维持，所述吸收区域包括具有基底表面的无孔基底，所述区域包括基本上垂直于所述表面的凸起，所述凸起具有高度(H)、直径(D)以及凸起之间的一个或多个距离(t1，t2)，致使在所述区域中的所述流体形成横向毛细管流，在吸收区域的所述垂直凸起上面放置箔，其中，所述箔具有影响所述至少一个流体通道中流速的亲水特性。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述基底是一次性检测设备的一部分。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，吸收材料为沉积在所述吸收区域上或在所述吸收区域中。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述吸收材料为含纤维的材料。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述吸收材料为吸湿性盐或亲水性聚合物结构。
24.根据权利要求19所述的方法，其中，所述吸收材料为柔性聚合物链的交联网状的多孔颗粒。
25.根据权利要求19所述的方法，其中，所述吸收材料为固体吸湿性粒子。
26.根据权利要求19所述的方法，其中，所述吸收材料为高吸水性材料。
27.根据权利要求19所述的方法，其中，所述吸收材料为热塑性泡沫材料。
28.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少一个流体通道是支持毛细管流的通道。
29.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少一个流体通道是不支持毛细管流的通道。
30.根据权利要求19所述的方法，其中，提供通向显示相同或不同的吸收容量的相同吸收区域或该相同区域的部分的平行通道。
31.根据权利要求19-30中的任一项所述的方法，其中，该吸收区域的流体容量至少等于待传送流体的体积。
32.根据权利要求19-30中的任一项所述的方法，其中，顺着流体通道输送的样品的体积是由吸收区域的吸收容量所决定的，并不由所加样品的量决定。
33.包括权利要求1-18中的任一项所述的设备的分析或诊断测试设备。
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