CN103517764B - 毛细管流体流动控制 - Google Patents

Abstract

一种流体流动控制装置，该装置控制毛细管通路装置中的流体流动，毛细管通路装置具有带有入口和出口的第一毛细管通道和用于接收经由入口进入毛细管通道的液体样品的流体应用区域，其中流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封第一毛细管通道的出口的第一密封件。

Description

毛细管流体流动控制

技术领域

本发明涉及控制毛细管通路装置中的流体流动的流体流动控制装置，和包括这种流体流动控制装置的毛细管通路装置，例如样品测试装置。

背景技术

有许多要求控制流体流动的情况。例如，通常希望提供预定量的液体样品例如用于测试目的，然而以不要求复杂设备和／或熟练操作者的简易方式准确且可靠地达到这个目的可能会产生困难，特别是在涉及非常少量的液体的情况下。例如，这适用于具有一个或多个毛细管通道的样品测试装置，该装置用于测试液体样品中所关心的组分的存在或含量，液体样品一般为体液，如血液(全血或血浆)、尿液、唾液等。

在现有技术中，通过装置的液体样品的流动典型地通过使用外部原动力的系统来控制，例如注射器和风箱(例如见US2001／0003286)。这种设备要求复杂的装置，因此更加昂贵并且不适合于护理点市场。

本发明是为了克服或改善现有技术中有关的某些或所有问题。

发明内容

在一个方面中，本发明提供了一种用于控制毛细管通路装置中的流体流动的流体流动控制装置，毛细管通路装置具有带有入口和出口的第一毛细管通道和用于接收经由入口进入毛细管通道的液体样品的流体应用区域，流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封第一毛细管通道的出口的第一密封件。

本发明典型地可应用于流体流动是被动式(即其不受外力控制)的毛细管通路装置。流体流动控制装置的第一密封件用作遥控(离线)阀，其控制通过毛细管通路装置的通道的样品流体的被动流动。因此，密封件可在其被定位成密封出口的位置和出口未被密封的位置之间可释放地移动，以分别停止或容许液体样品流动。遥控或离线意味着阀(密封件)能够控制液体样品的流动(即停止或减慢、或重新开始流动)而不要求密封件和液体样品之间的接触。当将液体样品施加到流体应用区域时，仅当操作第一密封件不密封毛细管通道的出口时，液体会沿着第一毛细管通道流动。当操作第一密封件密封出口时，沿着毛细管通道的流体流动是不可能的。因此第一密封件的操作可以用于控制第一毛细管通道中的流体流动。

如在此所述的，本发明提供了与如在此所述的毛细管通路装置结合的流体流动控制装置。

在本发明的一个方面中，提供了一种装置，其包括与毛细管通路装置结合的用于控制毛细管通路装置中的流体流动的流体流动控制装置，毛细管通路装置包括带有入口和出口的第一毛细管通道和用于接收经由入口进入毛细管通道的液体样品的流体应用区域，流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封第一毛细管通道的出口的第一密封件。优选地，流体流动控制装置和毛细管通路装置集成以形成单个装置。替代地，流体流动控制装置(或其一部分)可以从毛细管通路装置上拆除。在这种实施方案中，流体流动控制装置可以布置成与毛细管通路装置合作。

毛细管通路装置可以包括单个毛细管通道，但是也可以具有两个或更多毛细管通道。

例如，毛细管通路装置可以具有第二或另外的(第三、第四、第五等)毛细管通道，每个毛细管通道都带有入口和出口，并且流体流动控制装置可以包括可操作以可释放地密封第二或另外的毛细管通道的相应出口的第二或另外的(第三、第四、第五等)第一密封件。因此，在包括第二或另外的毛细管通道的装置中，每个通道中的液体样品的流动由相对于每个通道提供的(优选单独的)第一密封件控制。

在一种布置中，毛细管通路装置包括第一和第二(和可能更多)类似的毛细管通道，其典型地并排布置。通道可以具有共同的入口和各自的出口。通过第一密封件的适当操作，可以使在流体应用区域施加的液体按照要求沿着每个毛细管通道流动，持续所需时间间隔(并且因此以所需的量)。由此，举例来说，流体流动控制装置可以用于在所需时间以所需的量将液体从共同的来源分配到不同的出口。

通过将样品施加到流体应用区域，其中操作第一密封件为未密封毛细管通道而使用本发明。液体样品将会从流体应用区域流入第一或第二或另外的毛细管通道中。通过操作第一密封件以部分或完全地关闭毛细管通道的(多个)出口，液体样品的流动可以在化验过程中的任何时刻减慢或停止。优选地，然后可以操作第一密封件使其不密封毛细管通道的(多个)出口，容许液体样品沿着毛细管通道流动。可以通过在单个化验过程中适当移动第一密封件任何次数(一次或多次)而减慢、停止液体样品的流动和使其重新开始流动。

本发明还具有提供了简单的机械装置的优点，通过该简单的机械装置可以减慢或停止液体样品的流动。这在多步化验中(例如在预定时刻)可能是需要的以在容许流体进入下一个步骤之前使反应能够发生。本发明还可以用于沿着装置中不同的毛细管通道引导流体或部分流体。

在本发明的这个方面中，基本上所有的液体样品都将会从流体应用区域流入毛细管通道。典型地，对于基于采样的化验，可能要求限定量的液体样品以便获得最佳的化验效果。因此，在优选的实施方案中，可以提供样品计量装置，其用于将预定的、测量的液体量提供给毛细管通道以便化验。可以使用任何合适的样品计量装置，其可以根据化验和装置的形式和目的而改变。

在本发明的一个方面中，提供了一种装置，其包括与毛细管通路装置结合的用于控制毛细管通路装置中的流体流动的流体流动控制装置，毛细管通路装置包括带有入口和出口的第一毛细管通道和用于接收经由入口进入毛细管通道的液体样品的流体应用区域，流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封第一毛细管通道的出口的第一密封件，其中该装置进一步与样品计量装置结合以计量通向毛细管通道的一部分的预定量的样品液体。优选地，流体流动控制装置、毛细管通路装置和计量装置集成以形成单个装置。优选地，样品计量装置可以设置于流体流动控制装置中或毛细管通路装置中。

在样品计量的优选布置中，毛细管通路装置包括第一毛细管通道(或第二或另外的毛细管通道，如上所述)和侧通道，侧通道在沿着第一毛细管通道长度的中途从第一毛细管通道伸出并且通向出口，侧通道的入口由与第一毛细管通道的交叉点构成。流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封第一毛细管通道的出口的第一密封件和可操作以可释放地密封侧通道的出口的第二密封件。

在这种实施方案中，通过将液体样品施加到流体应用区域中，其中操作第一密封件以密封毛细管通道出口并且操作第二密封件不密封侧通道的出口而使用本发明。因为毛细管通道的出口被密封，所以液体样品仅仅通过毛细管作用沿着毛细管通道流动，直至与侧通道的交点。然而液体能够流入并且沿着侧通道流动，因为侧通道出口未被密封。主毛细管将会填充直到所有样品被吸入，并且井没有样品液体为止。超过测试量的任何过量液体将开始填充侧通道。当所有的样品被从流体应用区域吸入到毛细管通道时(于是毛细管中的向后拉力等于向前拉力)，流动停止。通过这种方式，样品流体填充毛细管通道至规定点(与侧通道的交点)。从毛细管通道入口到与侧通道的交点的样品液体量在此被称为测试量，超过测试量的任何过量样品都容纳在侧沟槽内。如果样品量太少，液体样品将不会到达侧通道。因此，优选将超过测试量的样品加入装置中。优选地，测试量是适合于化验类型的预定量。然后密封件的状态被反转，其中第一密封件不密封毛细管通道出口，而第二密封件密封侧通道出口。于是毛细管通道中的液体例如通过毛细管作用进一步沿着毛细管通道自由流动。沿着侧通道将不会发生进一步的流动，包括朝着毛细管通道的回流。在液体样品通过毛细管作用移动的情况中，通常希望例如经由样品口对毛细管近端部分增加追赶缓冲剂。在使用其它原动力使液体样品流动的情况中，加入追赶缓冲剂可能不是必需的。

以上实施方案具有下列优点：样品液体的前沿不用作测试流体，而是作为过量流体被移除到侧通道中。这不同于现有技术的化验，现有技术中，先导量被用作测试量。这在首选中间样品液体的应用(例如怀孕测试的尿液中)是有利的。此外，所述布置意味着规定的样品不会离开主毛细管，因此能够沿着毛细管沟槽继续流动以便化验。除了毛细管力之外，不需要复杂的流体源或额外的原动力源。此外，所述设计使得过量的样品被安全地容纳在装置中，防止任何外部污染。

本发明因此可以提供一种简单、方便和可靠的装置用于控制少量液体的流动，优选地还用于在毛细管通道中获得预定量的液体样品(测试量)。如上所述，测试量可以使用任何合适的装置计量。在提供侧通道用于样品计量的情况中，测试量的大小取决于在入口和侧通道入口之间的毛细管通道的横截面积和长度。在入口和侧通道入口之间的毛细管通道的大小(测试量)可以是任何合适的大小，其取决于化验的目的。优选的测试量(进而在入口和与侧通道的交点之间的毛细管通道的容积)范围为从1到200μl，更优选在1和150μl之间，更优选在1和50μl之间，更优选在1和20μl之间，更优选在1和10μl之间。

因此，在本发明中，密封件用作遥控阀，其操作用于控制毛细管中的流动并且在提供了侧通道的情况下还控制侧通道中的流动。在通道外部提供密封件，并且因此能够控制毛细管通道中液体样品的流动而没有密封件与液体样品的接触。因此，密封件是用于控制液体样品流动的有效的离线阀，从而使其能够控制液体样品在毛细管通道中的流动而不要求密封件和液体样品之间的接触(即，其在距离流体的前沿一段距离处操作)。

当与出口形成密封关系时，用于本发明中的密封件必须足以提供对于通道的气密密封。气密密封将会基本上或完全停止出口被密封的毛细管通道中的流体流动。

流体流动控制装置优选地可应用于任何毛细管通路装置，并且在要求输送或控制一种或多种液体的各种微流体应用中得到应用。因此，其可以应用于微流体装置，例如包括喷墨打印头、DNA芯片、芯片实验室技术、基于生物技术的阵列、基于微流体的样品化验、微推进和微热技术。流体流动控制装置可以与依靠除毛细管作用之外的其它原动力驱动流体流动的装置联合提供，优选地作为整体的装置。在这些实施方案中，所指的毛细管作用和毛细管通道在此包括其范围内的任何适用的流体流动作用或通道。

本发明优选用于基于采样的化验，其中测量的液体量被从更大的量中取出并化验。本发明特别适合用于化验样品液体的特定组分。虽然其可能适合于生物学和非生物学应用，然而其特别适合于前者。因此，本发明优选用于化验生物样品的特定组分，例如分析物。典型地，可以使用本发明的化验是基于微流体的化验，例如包括基于凝集的化验、基于捕获的化验(例如ELISA化验)和基于凝固的化验。化验可以是定量的或定性的。本发明可适合于与任何液体样品一起使用，使用本发明化验的优选生物样品是血液(全血或血浆)和尿液。

本发明在具有一个或多个毛细管通道的样品测试装置中得到具体应用，所述样品测试装置用于测试在本领域中公知的液体样品(例如血液或其它体液)中所关心组分的存在，例如诊断化验，如在WO 2004／083859和WO 2006／046054中公开的凝集化验。因此，在一个方面中提供了一种样品测试装置，其包括与毛细管通路装置结合的用于控制毛细管通路装置中的流体流动的流体流动控制装置，毛细管通路装置包括带有入口和出口的第一毛细管通道和用于接收经由入口进入毛细管通道的液体样品的流体应用区域，流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封第一毛细管通道的出口的第一密封件。优选地，流体流动控制装置和毛细管通路装置集成以形成单个样品测试装置。替代地，流体流动控制装置(或其一部分)可以从毛细管通路装置上拆除。在这种实施方案中，流体流动控制装置可以布置成与毛细管通路装置合作。优选地，样品测试装置包括样品计量装置，如在此所述。

在此定义的样品测试装置的毛细管通路装置可以包括至少两个毛细管沟槽，其优选地具有在此描述的相关特征，其构成测试(或化验)路径和对照路径。典型地，这些路径将具有共同的入口和各自的、单独的出口。优选地，在样品测试装置中提供计量装置以控制每个毛细管通道(例如如在此定义的与每个毛细管通道相关联的侧通道)的样品量。可以提供多个测试路径，用于同时测试多个关心的组分。

本发明的装置可以包括沉积在一个或多个毛细管通道中的试剂。典型地，用于过量样品的移除性储存的侧通道不需要沉积在其中的试剂。任何合适的方法可以用于在毛细管沟槽中沉积试剂。例如，放置在毛细管沟槽中的试剂可以包括：凝集剂、抗体、和标记物。其它试剂包括缓冲剂和任何其它化验组分。

在样品测试装置中，毛细管通道典型地包括能够导致与关心的组分发生反应的试剂系统。优选地，试剂可以沉积在测试(化验)和／或对照通道(即主毛细管通道)中。在上述布置的情况中，试剂系统典型地沉积在毛细管通道中。在提供侧通道用于计量的情况中，任何测试试剂都优选地沉积在其下游。其它的样品处理试剂(例如，抗凝血剂)可以提供在与侧通道的交叉点的上游。

以上讨论的两种布置可以一起使用。因此，例如，毛细管通路装置可以包括两组或更多组带有关联的侧通道的主(第一)毛细管通道。提供第一密封件以可释放地操作主通道的出口，提供第二密封件以可释放地密封侧毛细管通道的出口。

在本发明中，毛细管通道可以具有任何合适的几何形状，典型地由排列类型规定。例如，通道可以是直的、弯的、蛇状的、U形的等。毛细管通道的横截面构形例如可以选自下列可能形式的范围：三角形、梯形、正方形、长方形、圆形、椭圆形、U形等。毛细管通道可以具有任何合适的尺寸，用于本发明中的毛细管通道的典型尺寸是0.1mm到1mm深，更优选地0.2mm-0.7mm深。沟槽的宽度可以具有与深度类似的尺寸。在沟槽是V形的情况中，例如，剖面可以是等边三角形，每个边的长度在0.1和1mm之间，更优选地在0.2和0.7mm之间。

在装置中提供多于一个毛细管通道的情况中，每个通道的几何形状可以独立选择并且两个或更多毛细管通道可以相同或不同。

侧通道也可以是毛细管通道，或者可以是更大的通道或储存沟槽。侧通道的大小和形状典型地由需要容纳的样品量来规定。由于提供侧通道用于储存过剩的样品，因此测试毛细管通道的相同要求，例如关于流动、试剂沉积、表面制备，可能不一定适用。侧通道的几何构形和横截面构形可以由需要容纳的量和装置的整体构形来规定，因此，其可以呈通道的形式，或者为另外的形状。侧通道可以更宽或者能够容纳比测试量更大的量。由于包括样品的流动在内的种种原因，侧通道可以比毛细管通道宽。优选地，侧通道具有1和100μl之间的容积。

用于本发明中的侧通道的典型尺寸是0.1mm到1mm深，更优选0.2mm到0.5mm深，最优选大约0.4mm深。沟槽的宽度可以具有与深度类似的尺寸。典型地，侧通道将具有任何合适的长度，其取决于估计的样品大小和计量要求，并且总体上还由装置的形状和形式来规定。优选地，侧通道的长度可以在20和100mm之间，更优选在20和80mm之间，更优选为大约60mm。

侧通道可以从毛细管通道沿任何方向分支出来，并且可以采用任何几何构形，例如其可以是直的、弯的、蛇状的、U形的等。在其全部或部分长度上，其可以平行于或垂直于毛细管通道延伸。优选地，侧通道的构形使得侧通道出口与毛细管通道出口靠得很近，以便于操作。横截面构形可以是任何合适的构形，例如梯形、三角形、水平结构、正方形、长方形、圆形、椭圆形、或U形等。

功能上，侧通道的构形优选地使其能够通过密封或开放侧通道出口而被远程(即在距离流体的前沿一段距离处)控制。

在优选的实施方案中，毛细管通道可以包括用于检测存在或不存在样品液体的装置。这种装置可以用于通知使用者需要进行装置的进一步操作(例如密封或不密封出口)，和／或用于监测流动以便获得化验结果。侧通道可以包括用于检测存在或不存在样品液体的装置，优选地用于确认样品液体已经进入侧通道，并且因此测试量存在于主毛细管通道中(即测试量没有短缺或不足)。例如，用于本发明中的合适的检测装置可以以简单的形式包括观察窗，或包括其它装置，例如电子传感器或光传感器。检测装置可以可操作地连接到控制元件上，用于操作装置的密封件。

入口典型地指与样品应用区域流体连通的进入孔，优选地为直接的流体连通。如果处于间接的连通中，其优选地经由非毛细管通道或装置。入口优选地设置在本发明的毛细管通道或侧通道的近端，然而，举例来说，入口也可以沿着毛细管通道或侧通道的长度设置在一个或多个用于在通道中沉积试剂的位置上，或者设置在提供分岔的(会聚的)沟槽或通道的位置。入口必须具有使其能接收液体的尺寸。优选地，对于样品测试装置，入口的开口直径在2和4mm的范围之间，优选在1和2mm之间。对于其它应用，可以预见更大或更小的入口。

典型地，提供了毛细管通道或侧通道的出口以典型地例如通过毛细管力或通过原动力使流动能够通过通道，从而使空气可以离开通道。出口可以设置在毛细管或通道的远端，尽管出口也可以沿着毛细管通道或侧通道的长度设置在一个或多个位置上。出口可以不必容纳通过该出口的液流。优选地，出口能够容纳通过该出口的气流，足以维持通过相应通道的液体流动。对于样品测试装置，出口可以具有比入口更小的尺寸。出口可以典型地具有在0.5mm和4mm之间，更优选在0.75和2mm之间的开口直径。对于其它装置，更大或更小的出口是可能的。出口典型地仅仅与通道流体连通。

出口和入口可以具有围绕周界的升高的裙部，出口处于其中心位置。

毛细管测试装置方便地包括模制的塑料构件，其例如呈总体上平的元件的形式，在其一个表面上具有凹槽以当被盖子部件密封时限定(多个)毛细管通道。

在一个实施方案中，本发明的装置包括流体分配装置，流体分配装置包括待分配流体的可破裂的、密封的容器、用于破裂容器并且释放内容物的破裂装置，容器和／或破裂装置布置成在容器完好的第一位置和容器破裂的第二位置之间进行相对运动。

装置优选地包括与流体应用区域流体连通的井，其可以包括通向毛细管通道的样品应用孔。井可以是适合于接收和保留液体样品的任何合适的形状和大小，井可以(完全或部分地)由毛细管通路装置、流体流动控制装置或流体分配装置提供。优选地，井可以在形成毛细管通路装置的平的元件中形成，例如作为通向样品应用孔的凹陷区域。替代地，其可以由毛细管通路装置的竖立部分(例如凸环)限定。在这些实施方案中，井的底座可以包括装置的流体应用区域。替代地，井可以被提供为流体流动控制装置的一部分。替代地，井可以由通过流体连通装置可操作地连接到流体应用区域的单独元件限定。在这种实施方案中，井的底座不包括流体应用区域。在多个实施方案中，井可以通过形成流体流动控制装置、毛细管通路装置和一单独元件的一个或多个元件的组合而形成。例如井的底座可以由毛细管通路装置的一部分形成，井的侧壁可以由流体流动控制装置的一部分形成，提供另外的、可选地可分离的元件以形成井的顶盖或盖子。

井由例如总体上圆柱形形式的一个或多个侧壁方便地构成。优选地，井的底座是漏斗形状，即构形使得其从所有方向朝着样品进入孔倾斜。这种构形有助于样品排放到毛细管通道中。优选地，井包括合适形式的顶盖或盖子，顶盖或盖子优选地是可拆除的，并且可以构成井的一个或多个侧壁。

样品井的顶盖可以是固定的(即不可释放的)或可以从其上释放。样品井的顶盖可以包括液体入口，用于使液体通过到达流体应用区域，因而到达样品应用孔。

井可以包括特征，例如微型立柱，以帮助样品液体流入毛细管通道。合适的特征将是本领域技术人员已知的。

流体应用区域被设计成接收比(所述或所有相关的毛细管通道的)测试量更大量的液体样品以确保填充(多个)毛细管通道直到达到(多个)任何侧通道的位置(即测试量)并且确保过量液体流入(多个)侧通道中。

密封件(和另外的密封件，如果有的话)可以位于控制元件上，控制元件是可移动的以引起密封件的操作。

控制元件典型地布置成旋转运动或线性运动(轴向地、朝着和远离出口或横向地进行滑行动作)。

在具有多于一个毛细管通道的实施方案中，其中每个毛细管通道都带有相关的密封件，可以通过由流体流动控制装置提供的单个密封构件构造两个或更多密封件(和另外的密封件，如果有的话)。密封构件可以在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，密封构件的密封件密封出口，并且密封构件的第二或另外的密封件不密封出口，在第二位置中，密封构件的第一密封件不密封出口并且密封构件的第二或另外的密封件密封出口。替代地，密封构件可以在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，密封构件的两个或更多密封件密封毛细管通道的出口；在第二位置中，密封构件的两个或更多密封件不密封毛细管通道的出口。优选地，这种密封构件方便地位于控制元件上，例如布置为旋转或线性(横向)运动，控制元件是可移动的以将密封构件带入和带出与每个出口的密封关系。

替代地，可以为每个毛细管通道出口提供一个或多个(和可能的另外的)密封件，每个密封件可操作以密封或不密封相关出口。例如，每个密封件可以位于相应的控制元件上，例如，布置成朝着和远离相关出口进行线性或旋转移动。作为进一步的可能性，一个或多个密封构件可以位于共同的控制元件上，例如布置成朝着和远离一个或多个出口进行旋转或线性(横向)运动。

在主毛细管通道与侧通道相关联的实施方案中，可以提供第一和第二密封件。在具有两个或更多个毛细管通道、一个或多个所述毛细管通道具有侧通道的实施方案中，可以提供一对或多对第一和第二密封件。一对或多对密封件可以由单个密封构件构成或设置在控制元件上。密封构件可以设置在控制元件上。这种构件或控制元件可以在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，第一密封件定位成密封第一毛细管通道的出口且第二密封件定位成不密封侧通道的出口，在第二位置中，第一密封件定位成不密封毛细管通道的出口且第二密封件定位成密封侧通道的出口。在一个实施方案中，两个或更多个第一密封件可以由单个密封构件构成或设置在控制元件上。密封构件可以设置在控制元件上。这种构件或控制元件可以在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，第一密封件定位成密封第一毛细管通道的出口，在第二位置中，密封件定位成不密封第一毛细管通道的出口。两个或更多个第二密封件可以由单个密封构件构成或设置在控制元件上。密封构件可以设置在控制元件上。这种构件或控制元件可以在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，密封件定位成不密封侧通道出口，在第二位置中，密封件定位成密封侧通道出口。在一个实施方案中，两个或更多个第一密封件和两个或更多个第二密封件，或两个或更多个构件可以设置在同一控制元件上，该控制元件可以在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，第一密封件定位成密封第一毛细管通道的出口且第二密封件定位成不密封侧通道出口，在第二位置中，第一密封件定位成不密封第一毛细管通道的出口且第二密封件定位成密封侧通道出口。

在一个实施方案中，密封件可以以二元方式在两个位置之间操作，即其中出口被密封的位置和其中出口没有被密封的位置。在另一个实施方案中，密封件可以以定量方式操作从而使密封件可以被操作成部分地关闭出口，从而可以根据出口打开或关闭的程度控制通道中的液体样品的流量。例如，可以操作密封件在出口上滑动，从而当出口处于部分关闭的位置中时减慢液体样品的流量。在一个实施方案中，密封件可以采用部分关闭出口的任何一个或多个位置以改变通道中的流量。这些实施方案可以应用于本发明的第一和第二密封件。

方便地，一个或多个出口可以分组在一起。优选地，在具有与主通道关联的侧通道的情况中，主通道和侧通道的成对出口可以位于非常接近的位置内，因此各个密封件可以通过单个控制元件操作。在一个实施方案中，两个或更多个侧通道出口可以以非常接近的方式分组，并且两个或更多个主毛细管通道出口可以以非常接近的方式分组，从而使每个组可以通过单个控制元件控制。优选地，出口或出口组可以位于非常接近流体应用区域的位置。

优选地，控制元件方便地围绕流体应用区域。控制元件可以是任何合适的形状或大小，优选地易于被使用者操纵。控制元件可以被使用者手动操作，或可以自动操作，例如通过与装置中的检测装置相关联的一个或多个传感器或通过计时器触发。

密封件或密封构件可以安装在控制元件上或形成其一部分，例如在其下侧上。密封件或构件可以通过例如软材料的元件来构造，例如软的热塑性材料如弹性体，其凸出于控制元件下侧或形成其一部分。密封件或密封构件可以设置在从控制元件的侧壁向外伸出的凸缘上，凸缘优选地基本上垂直于侧壁。密封件可以是设置在凸缘上的足部。

方便地提供标记和／或停止点以表明控制元件的各种位置，以便于使用者操作。这些标记和／或停止点可以优选地提供于毛细管通路装置中。

可取地提供终点止动件以限制控制元件的移动。

可取地，控制元件可以在第一待用位置和第二位置之间移动，在第一待用位置中，液体入口没有与流体应用区域流体连通并且第一密封件不密封(多个)毛细管通道的(多个)出口，在第二位置中，液体入口与流体应用区域流体连通并且第一密封件密封第一毛细管通道的出口。如果存在侧通道，则第二密封件定位成在第一待用位置中不密封任何侧通道的(多个)出口；和在第二位置中不密封任何侧通道的(多个)出口。

在具有侧通道的实施方案中，控制元件可以移动到第三位置，在第三位置中，第一密封件不密封(多个)第一毛细管通道的(多个)出口，第二密封件密封(多个)侧通道的(多个)出口。优选地，在第三位置中，液体入口不与流体应用区域流体连通。

控制元件可以具有任何合适的形状，优选为容许其沿着或围绕流体应用区域或在流体应用区域上方移动的形状。例如，其可以是可旋转的元件，以围绕枢轴旋转运动，或者是成形元件以进行线性运动，例如沿着出口位置的滑动运动。优选地，其方便地定位成相对于流体应用区域，例如相对于如上所述的样品井(即围绕它、伴随它或在其上)旋转。在由控制元件装配的总体上圆柱形的侧壁限定样品井的情况中，侧壁将随着控制元件旋转。在样品井是毛细管通路装置中的凹陷或凹口并且控制元件形成其盖子的情况中，控制元件的下侧可以形成样品井的盖子。取决于控制元件的位置，样品井被暴露或盖住。控制元件和流体应用区域的其它合适的形状或形式也包括在本发明的范围内。凹槽和元件可以设置在控制元件上和装置的上表面上以允许控制元件相对于井的有限移动。

控制元件可以包括样品井，或用作样品井的顶盖。它可以包括液体入口以将液体通入流体应用区域，因而通入样品应用孔。优选地，仅仅当控制元件处于选定的位置中，例如选定的旋转或线性位置中时，液体入口与流体应用区域或样品井流体连通，如以下进一步讨论的。

在一个替代实施方案中，样品井由不同于装置的控制元件的元件构造。在一个实施方案中，流体应用区域或样品井具有由不同于装置的控制元件的元件构成的顶盖。

在一个实施方案中，井的侧壁可取地包括主要的圆柱形部分，例如部分圆柱形部分，如部分圆形的圆柱形部分，所述主要的圆柱形部分带有更宽的延伸部分，例如部分圆柱形部分，如部分圆形的圆柱形部分，所述更宽的延伸部分带有延伸部分底座，其包括通向(多个)毛细管通道的入口的开口。控制元件，例如可旋转的顶盖，可取地在下侧上包括合作的环形凹槽，其具有合适尺寸以围绕井侧壁安装，其中环形凹槽具有加宽的部分以容纳井侧壁的延伸部分，控制元件具有位于凹槽的加宽部分上面的流体进入开口。控制元件凹槽的加宽部分的弓形长度大于井侧壁延伸部分的弓形长度，以允许控制元件相对于井的有限旋转运动。

在本发明的实施方案中，例如在毛细管作用被用于移动通道中的液体样品的情况中，可以提供流体分配装置。优选地，流体分配装置包括待分配流体的可破裂的密封容器、用于破裂容器并且释放内容物的破裂装置，容器和破裂装置布置成在容器完好的第一位置和容器破裂的第二位置之间发生相对运动。

尽管流体可以是进行化验所需的任何流体，但优选地，流体是缓冲剂，其用于帮助液体样品在通道中的移动。在其用于帮助在基于毛细管的化验中的移动的情况中，缓冲剂可以被称为追赶缓冲剂。可以使用任何合适的缓冲剂，例如Ficoll聚合物溶液，优选地为1％重量百分比的Ficoll聚合物在去离子水或蒸馏水中的溶液(Ficoll是商标)，其使得能在样品量比环绕整个毛细管系统流动所需的量更少的情况下执行反应以确定测试结果。

流体的可破裂的密封容器可以相对于例如呈流体应用区域附近的凸起形式的破裂装置移动，以释放流体通入毛细管通路装置。操作装置用于将容器、破裂装置或两者移动到破裂容器的第二位置中。操作装置可以是柱塞，在其一端带有容器或破裂装置。操作装置可以布置成例如围绕枢轴进行旋转运动，或进行线性运动(沿轴向或横向)。

优选地，容器壁的至少一部分是可破裂的，例如由可破裂的箔(如聚烯烃膜)形成。容器可以完全由可破裂材料制成，例如呈胶囊的形式。作为进一步的可能性，容器可以主要或部分地包括刚性材料，例如刚性塑料材料，其带有可破裂部分，例如可破裂的箔(如聚烯烃膜)的可破裂壁或底座。

可以提供任何合适的破裂装置。优选地，破裂装置方便地包括一个或多个凸起，凸起优选地具有锐利的尖端。凸起可取地为锥形的，并且优选地具有便于流体释放的特征，例如具有扇形构形。可取地提供多个凸起。

可以类似地提供第二破裂装置，其布置成破裂容器的相对部分，以容许空气通入容器中。这有助于流体流出容器。如果第二破裂装置布置成破裂容器的相对部分，则第二破裂装置可以如第一破裂装置那样提供。

优选地，可破裂的容器，至少当处于破裂位置时，与流体应用区域或样品井流体连通。优选地，提供流体连通装置以便将流体从容器通入样品井或流体应用区域。流体经由如上定义的样品进入孔进入毛细管通道。

流体分配装置可以是不同于毛细管通路装置和流体流动控制装置的单独的元件。如果是单独的，则其优选地布置成与毛细管通路装置和／或流体流动控制装置合作(与其兼容)。流体分配装置可以设置在毛细管通路装置上。

替代地，流体分配装置可以由流体流动控制装置提供。优选地，其由如在此定义的带有密封件或密封构件的控制元件提供。优选地，破裂装置设置在流体流动控制装置的底座的内表面上。在这种实施方案中，可破裂的容器可以由流体流动控制装置(优选地控制元件)提供。

替代地，流体分配装置可以由毛细管通路装置和流体流动控制装置的一部分构成。例如，破裂装置可以由毛细管通路装置提供(例如模制的竖立的凸起)，并且可破裂的容器和操作装置可以由流体流动控制装置提供。

在一个实施方案中，可以提供单个控制元件，其包括密封件(例如由密封构件构成)、流体的可破裂的密封容器(和可选的流体的容器)的承载装置和／或破裂装置和可选的用于使可破裂的密封容器与破裂装置接触的操作装置。这种控制元件优选地还确定样品井或流体应用区域的一部分，例如如上定义。

在这种实施方案中，操作密封件的控制元件运动可以与破裂容器的运动结合。因此，例如，操作密封件的控制元件运动还可以使容器与破裂装置接触。例如，在优选的实施方案中，操作密封件的控制元件的旋转运动还可以用于驱动操作装置从而使容器与破裂装置接触。在这种实施方案中，可以提供凸轮以便将控制元件的旋转运动与操作装置的线性运动可操作地关联起来。

替代地，操作密封件的控制元件运动可以独立于使容器与破裂装置接触的操作装置。因此，需要单独的动作。

优选地，控制元件是包括如在此所述的密封件的控制元件。

容器优选地可相对于破裂装置移动，尽管其它的布置也是可能的，例如破裂装置可以相对于容器移动，或两者都可以移动以发生接触。

在一个优选的布置中，将容器布置成向下移动，以与破裂装置接触。在这种实施方案中，破裂装置优选地设置在所述装置上，并且优选地与样品井或流体应用区域流体连通。破裂装置可以包括凸起，并且容器钉在竖立的凸起上。在另一个优选的实施方案中，将容器布置成钉在凸起上并且被尖钉刺穿。

优选地，容器或破裂装置可以在控制元件中在第一和第二位置之间移动，例如，容器或破裂装置被柱塞承载或构成柱塞，该柱塞可从控制元件的外部例如由使用者手动或以自动的方式通过简单地施加力而操作。相对于彼此的相对移动可以是线性的或轴向的。即，操作装置可以执行线性或轴向移动。触发动作使破裂装置和容器发生接触，因此从容器中释放流体。优选地，相同的动作使第二破裂装置与容器接触，以容许空气通入容器中。因此，优选地，流体被动地从容器中排出。

在优选的实施方案中，操作装置包括柱塞。柱塞可以最初例如被可破裂的网保持在第一位置中，与破裂装置隔开。在除去间隔装置，例如网破裂时，柱塞被释放并且可以移动到使容器与破裂装置接触的第二位置，并且释放内容物。优选地，容器由柱塞承载。优选地，柱塞承载于控制元件上或是其一部分。优选地，破裂装置被所述装置、或控制元件、或不同的元件承载。代替可破裂的网，可以提供可拆卸的凸环以防止柱塞的意外操作。在优选的实施方案中，可拆卸的凸环包括顶盖以覆盖样品应用区域。

流体流动控制装置方便地用于将流体分配到流体接纳装置，以便在其中进行反应，或分配到流体流动通道的入口。

本发明装置的这个实施方案方便地用于将已知量的试剂(例如追赶缓冲剂)供应给系统的这种样品测试装置中。这使得能够使用比其他方式所要求的更少量的样品来进行化验。

本发明能够以由容器内容物确定的已知的量，甚至少量(例如1000微升或更少，500微升或甚至更少)来可靠地分配流体。

本发明的装置因此可以易于操作以输送预定量的流体，并且可以由比较业余的人员可靠地使用。

如上所述的控制元件可以由使用者容易地操纵，并且可以由比较业余的人员可靠地使用以输送准确控制的液体量。

可选地，将计时器与本发明的装置关联。计时器可以用于表明在多个位置之间移动密封件或控制元件的时间和／或破裂容器的时间。

优选地，在毛细管通道或侧通道中提供一个或多个检测区域，以确定在检测区域存在或不存在液体样品。检测区域可以设置于如在此所述的侧通道中，并且优选地一个或多个检测区域设置在第一毛细管通道中。在检测区域存在或不存在液体样品可以提示使用者移动密封件(例如操作控制元件)或者以其它方式控制液体样品的流动，或破裂密封容器。

优选地，可以通过使处理流体通过通道以在通道的内表面上留下表面涂层来处理装置的毛细管通道和可选地侧通道，从而改进通过其中的液体样品的流动。因此，装置的毛细管通道和可选的侧通道在其内表面上包括处理流体的涂层。

涂层典型地通过使通道的内表面和样品流体之间的任何排斥最小化，同时优选地不与任何样品、流体或其组分发生主动结合或实质反应来起作用。优选地，与未处理的通道相比，表面涂层增加通道的亲水性。例如，涂层可以通过下述方式起作用：在被处理通道的内表面上形成层，与被处理通道的表面聚合，或浸入被处理通道的材料中。

处理流体可以是液体或气体，但典型地是液体。优选地，处理流体在通过通道时涂布通道的内表面(如以上讨论的，例如通过留下材料层，浸入通道材料中或与其聚合)。该涂层具有改变通道的表面性质的作用，以例如通过改进通道的亲水性来改进通过通道的流体(例如样品)流动。优选地，处理流体是改进液体样品的流动且不会与样品结合的流体。

替代地，处理流体可以是用于沉积在通道中的试剂。处理流体可以是试剂，优选地是化验试剂，其例如包括包含凝集剂、抗体和标记物的试剂。其它的试剂包括缓冲剂和任何其它化验组分。

涂层的厚度将取决于处理流体的类型、涂层的目的和毛细管通道的尺寸。在处理流体层留在通道的内表面上的情况中，它优选地是多分子或单分子层。优选地，本发明的方法基本上使被处理通道的整个内表面涂有处理流体。优选地，内表面包括形成在构件内的顶部敞开的沟槽及其盖子部件。在希望改进通过通道的流动的情况中，这可以通过使用具有合适亲水性的处理流体，例如表面活性剂来获得。合适的材料是本领域技术人员公知的，并且例如包括常用于此目的的聚山梨醇酯，特别是被称为Tween(Tween是商标)的聚氧乙烯山梨醇酐材料，例如Tween20(聚氧乙烯(20)山梨醇酐月桂酸酯)、Tween60(聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单硬脂酸酯)、Tween80(聚氧乙烯(20)山梨醇酐单油酸酯)。这些材料典型地以稀释水溶液的形式使用，例如0.1到10％，典型地1％体积百分比或更少，典型地在去离子水中，尽管可以改为使用其它溶剂，例如异丙醇(IPA)。

本发明提供了如在此所述的流体流动控制装置，流体控制装置可以包括如在此限定的控制元件。

本发明提供了如在此所述的毛细管通路装置。

本发明提供了如在此所述的流体分配装置。

附图说明

现在将通过参考附图进行说明的方式描述样品测试装置的优选实施方案，其中：

图1是从样品收集元件的上方观察的透视图；

图2是图1的元件下侧的平面图；

图2A是图1和2的元件的一部分的放大比例的剖视图；

图3按照放大比例显示了图1中所示装置的上表面的一部分；

图4按照放大比例显示了图2中所示装置的下表面的一部分；

图5是从图1到4的元件上方观察的透视图，该元件带有简化的顶盖(其中为了清楚省略了柱塞)；

图6是与图1到4的元件一起使用的优选顶盖的顶视平面图；

图7是图6中所示顶盖的下侧的透视图；

图8是从图6和7的顶盖上方观察的透视图，其中柱塞处于上方的备用位置中；

图9是图8的顶盖的剖视图，其中柱塞处于上方的备用位置中；

图10是图8的顶盖的剖面透视图，其中柱塞处于上方的备用位置中；

图11是剖视图，以放大比例显示了位于图1到5的元件上的图6到10的顶盖，其中柱塞处于上方的备用位置中；

图12到15是对应于图8到11的一系列视图，显示了处于下方的、压下的、触发条件位置中的柱塞；

图15A是所示装置的生产中的步骤的示意图；

图16A和16B分别是图1到5的元件的一部分的顶部平面图和下侧平面图，其中元件具有图5的简化顶盖(其中为了清楚省略了柱塞)，其中顶盖处于第一位置中，其中顶部平面图还显示了元件中部件的位置，下侧平面图还显示了顶盖的下侧；

图17A和17B是类似于图16A和16B的视图，其中顶盖处于第二位置中；

图18A和18B是类似于图16A和16B的视图，其中顶盖处于第三位置中；和

图19和20是图1到5的元件的下侧的示意图，分别代表顶盖在第二和第三位置中的操作；

图21是本发明优选结合的控制元件的下侧的视图，其包括密封件、用于可破裂容器的柱塞、破裂装置，并且用作样品井的顶盖。图22是同一控制元件的顶视图。

具体实施方式

附图示出了用于进行凝集化验的具有毛细管通道或通路的样品测试装置，例如总体上如WO 2004／083859和WO 2006／046054中公开的。

装置包括两个主要的部件：样品收集元件10和顶盖12。图5和16-18显示了简化版的顶盖12’以便易于理解，其中为了清楚省略了柱塞。图6到15显示了目前优选版的顶盖12。顶盖12和12’在功能上是相同的。

如图1到5中所示，元件10包括注射成型的聚碳酸酯材料的刚性的、平的长方形板，其尺寸为136mm×57mm×2.5mm。该元件在其上表面16上形成有直立的凸环14，一系列凹槽构成形成于元件的下表面20中的顶部敞开的沟槽18。以下描述的一系列孔贯穿元件，在上表面和下表面上开口。

如图3中最佳所示，凸环14位于元件的一个角附近并且包括主要的局部圆形部分24和较小的局部圆形部分26，主要的局部圆形部分24构成半径为大约10mm的圆的一部分，较小的局部圆形部分26构成半径为大约6mm的圆的一部分。凸环14在元件10的上表面上限定了总体上圆柱形的样品收集井27，一对肋条28在部分24的一部分外表面上面向外延伸，弓形的狭缝状开口30在肋条下方贯穿元件。该开口在装置的使用中不执行任何功能，是由于模制生产的原因而存在。在凸环内的元件的上表面包括位于凸环较小部分26内的圆形漏斗状的凹陷部分32，其通向贯穿元件的样品孔34，凸环内的元件的上表面的其余部分是略微碟形的并且向下倾斜，如36所示，也如图11和15中所示。扇形构形的四个尖钉40从上表面的碟形部分36向上伸出。

沟槽18确定了两个类似的并列毛细管路径，其布置为镜像，构成测试路径和对照路径。每个路径包括布置成U形构形的主沟槽42、42’，其具有大约100mm长的主分支。这些沟槽从样品进入孔34延伸到穿过元件10的相应的主沟槽出口孔44、44’。每个路径还包括溢流沟槽46、46’，其作为侧分支从相关的主沟槽伸出，并且转向90°以朝着样品进入孔向后延伸，并且终止于贯穿元件10的相应的溢流沟槽出口孔48、48’。溢流沟槽比主沟槽宽。短的侧沟槽50、50’从每个主沟槽伸出，在与溢流沟槽的交叉点的略微下游的地方，终止于相应的侧沟槽开口52、52’，侧沟槽开口52、52’贯穿元件10并且在元件的上表面呈埋头孔形式。

主沟槽42、42’是V形截面的并且具有等边三角形的截面轮廓，其边长为0.435mm。这些沟槽的深度是0.377mm。每个主沟槽的总长度是大约200mm。溢流沟槽46、46’的横截面是梯形的，具有长度为0.3mm的平坦底部，具有向外倾斜的侧壁，两者之间限定了60°的角度。这些沟槽的深度是0.38mm。每个溢流沟槽的总长度是大约62mm。沟槽的横截面轮廓显示在图2A中。

顶盖12、12’包括由注射成型的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)制成的总体上圆柱形的刚性本体60，其直径为大约34mm并且高度为大约10mm。本体60具有带中心开口64的圆形上壁62，和具有棱纹外表面68的侧壁66。内部的圆柱形裙部70从上壁62的下表面伸出，相对于其位于中心位置，围绕中心开口64并且其直径大于开口64的直径。在侧壁66的内表面和裙部70的外表面之间形成环形槽72，槽72的较窄的主要部分74具有平行的侧壁，其部分地由侧壁的局部圆形的较厚部分76限定，这个部分74被配置成并且尺寸被设计成装配在元件10的凸环的主要部分24上面。槽72的剩余的较宽的次要部分78部分地由侧壁的较薄的弯曲部分80限定，其中这个部分78足够宽以装配在元件10的凸环的较小部分24上面。顶盖部分78的弓形长度比凸环部分26的弓形长度长，从而使当顶盖12位于元件10上并且槽72位于凸环上面时，顶盖12能相对于元件10进行大约90°的有限程度的旋转移动，其中移动的程度由较薄侧壁段80的内表面的端部与较小凸环部分26的外表面邻接点确定。

顶盖12的上壁62包括凹陷部分82，凹陷部分82具有穿过其中的样品进入孔84，样品进入孔84中心地且对称地位于较宽的槽部分78中。孔84与元件10中的样品进入孔34合作，如以下将会描述的。

顶盖较薄侧壁段80的下表面包括两个细长的局部圆形的凹槽86、88，每个凹槽都终止于圆形凹陷中。由热塑性弹性体(TPE)制成的邵氏硬度为40A的圆柱形软橡胶插件90、92、94、96被装配到每个凹陷中，其中插件略微高出侧壁的下表面，形成与毛细管沟槽出口孔44、44’、48、48’合作的四个密封部件，如以下将会描述的。

顶盖12包括总体上圆柱形的ABS刚性柱塞100，其位于顶盖本体60的中心开口64中并且通过一系列薄的可破裂的网102连接到本体。流体填充的具有400微升容量的圆柱形聚丙烯胶囊104承载于柱塞100的下端，胶囊具有合适尺寸以紧贴地装配在裙部70内，在其中进行轴向的滑动移动。柱塞100和胶囊104可以通过如下方式在如图8到11中所示的上部的备用位置和如图12到14中所示的下部的触发位置之间移动：对柱塞施加合适的向下的力以破裂网102并使柱塞100和胶囊104相对于顶盖本体60和元件10轴向移动，使胶囊104钉在尖钉40上，结果将流体内容物释放到在凸环14内形成的井27中。

呈0.06mm厚的透明聚碳酸酯薄片形式的一张柔韧箔106(图15A)通过激光焊接固定到元件10的下表面20上以覆盖沟槽42、42’、46、46’和侧沟槽50、50’并且将其转变成封闭的毛细管通道，其在此也被称为毛细管通路。

诸如聚碳酸酯或ABS的碳酸氢盐是疏水的，这表示含水流体在通道内流动将不会很好。为了解决这个问题，处理毛细管通道的内表面以提供Tween20表面活性剂(Tween是商标)的薄涂层以使毛细管表面具有亲水性。这可以通过任何合适的手段完成，例如通过在通道的开口端施加吸力，通过使用真空法抽吸Tween20在去离子水中的溶液(包括0.25％体积百分比的Tween20)使其通过毛细管通道。这在图15A中示意性地示出。Tween20溶液经由样品进入孔34施加，并且将一对吸盘施加到在毛细管通道末端的出口孔上，首先施加到主通道上然后施加到溢流通道上。借助于真空发生器施加真空，并且真空起作用以如图15A中箭头所示地将Tween20溶液吸入穿过通道。然后让元件10在烘箱中在低温下干燥以蒸发溶液中的水份，留下Tween20作为薄层沉积在毛细管内表面上，因而使表面亲水。

这种处理还执行质量控制功能，因为其将会显示出是否有任何毛细管通道堵塞，例如由于不完好的模制、箔的不完好密封、或通道中存在碎片或外来物质，使得能在这个阶段丢弃有缺陷的元件。

通过在测试路径通道42中沉积控制量的凝集试剂，例如在WO2004／083859和WO 2006／046054中所公开的，制备用于凝集化验中的装置。可以使用任何合适的方法沉积试剂。优选的方法是经由侧通道50，其中试剂经由开口52加入。经由开口52供应包括试剂的液体，并且将真空施加到出口孔44。这用于与上述Tween处理相同的方式将液体吸入穿过侧通道50和测试路径通道42的下游部分，导致试剂沿着通道42的下游部分沉积在毛细管壁上。此后按照要求进行干燥。然后通过施加箔覆盖物产生气密密封而密封开口52、52’。

然后将顶盖12置于样品收集元件10的凸环14上，其中柱塞100处于备用位置中并且顶盖处于第一位置中，如图16A和16B中所示。在该第一位置中，装置处于待用状态中。顶盖的样品进入孔84放置为不与元件的样品收集井27流体连通，如图16A和16B中所示，从而使元件的样品进入孔34被有效堵塞。沟槽出口孔全部没有密封。

在这种状态中的装置可以被包装用于配送和销售，例如密封在不透气且不透水汽的箔袋子中。

当需要使用装置时，将顶盖12旋转到第二位置，如图17A和17B中所示。在这个位置中，顶盖的样品进入孔84位于样品收集井27的部分26上面，因此与元件的样品进入孔34流体连通。另外，分别通过顶盖插件96、92密封主沟槽出口孔44、44’，而溢流沟槽出口孔48、48’未被密封。

经由样品进入孔84将待测试的特定量的流体样品，例如血液样品(可能包括关心的分析物)，加入装置中。加入比测试所要求的更多的样品是重要的，在本实例中大约15微升的样品是合适的。样品流体沿着主通道42、42’的初始部分流动然后进入溢流通道46、46’，如图19中所示。在这幅图中，样品由填充的区域代表。样品不能沿着主通道42、42’进一步流动，因为主通道出口孔44、44’被顶盖密封。由此，限定量的样品存在于每个主通道中(被称为测试量)，其中过量的样品进入溢流通道。在这个实施方案中，在每个主通道中的测试量是大约5微升。

然后将顶盖12旋转到第三位置，如图18A和18B中所示。在这个位置中，盖子的样品进入孔84被再次定位成不与元件的样品收集井27流体连通，如第一位置中那样。然而，溢流沟槽出口孔48、48’现在分别被顶盖插件94、90密封，而主通道出口孔44、44’未被密封。

然后将胶囊104中的流体引入毛细管通道。优选地，这是在预定的时间之后，例如由与装置相关联的计时器所指示。典型地，流体是追赶(chase)缓冲剂，例如1％重量百分比的Ficoll聚合物在去离子水或蒸馏水中的溶液(Ficoll是商标)，其使得能在样品量比环绕整个毛细管系统流动所需的量更少的情况下执行反应以确定测试结果。这通过操作顶盖柱塞100而实现。

例如通过由操作者施加力，压下顶盖12的柱塞100以将其移动到触发位置，如图12到15中所示，导致胶囊104被尖钉40刺穿，如图15中所示，并且流体被从胶囊中释放流入井27中。如图20中所示，由阴影线区域表示的胶囊流体，例如追赶缓冲剂，进一步沿着主通道推动测试样品。

样品(后面有追赶缓冲剂)将会通过毛细管流动而沿着主通道42、42’流动。由于溢流沟槽出口孔48、48’现在被密封，沿着溢流通道没有进一步的流动发生，包括没有朝着主通道的回流。相反，流体流动将会沿着主通道42、42’，朝着未密封的主沟槽出口孔44、44’。因此样品将会流动通过测试通道中的沉积试剂。如果关心的分析物存在于样品中，其将会与试剂反应，与对照路径中未反应的样品相比会影响流动性质。

装置在主通道的端部附近包括检测器布置(未显示)以检测测试路径和对照路径中液体的存在(或不存在)。由此，可以确定是否与凝集试剂发生反应，并且可以确定关于测试样品中存在关心的分析物的信息(定性的或定量的)。合适的检测器布置是已知的，并且在本发明的范围以外。

所述装置易于使用，并且可以在患者的护理点由比较业余的人员可靠地使用。特别是，装置用于通过溢流通道的操作提供预定量的样品到毛细管测试系统中，和从胶囊提供预定量的试剂，例如追赶缓冲剂。所述装置只要求非常少量的待测试样品，例如大约10到15微升。所述装置计划用于单次使用，在使用后丢弃。

图21和22显示了根据本发明的控制元件的替代实施方案。在这些实施方案中，控制元件由总体上椭圆形的部件形成，其包括位于控制元件的足部的下侧部分，在下侧部分上设置密封构件，从而使密封构件接触平的毛细管通路装置的上表面。总体上圆柱形的井形成在控制元件的上表面内，由侧壁限定，并且具有带孔的底座部分，该孔与毛细管通路装置的样品进入孔流体连通。井的底座包括尖锐的锥状凸起。提供枢轴点，使得控制元件围绕枢轴点旋转。控制元件放置在平的毛细管通路装置的上表面上，并且定位成在第一位置(如图所示)时，毛细管通路装置中的样品井暴露出来。样品井包括流体应用区域，并且在使用中，使用者将样品插入样品井。操作控制元件使其围绕枢轴旋转，从而使控制元件的下侧部分位于样品井上方。

Claims (50)

1.一种用于微流体应用的装置，其包括与毛细管通路装置结合的用于控制毛细管通路装置中的流体流动的流体流动控制装置，所述毛细管通路装置包括带有入口和出口的第一毛细管通道和用于接收经由所述入口进入所述毛细管通道的液体样品的流体应用区域，所述流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封所述第一毛细管通道的所述出口的第一密封件。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一密封件能控制毛细管通道中液体样品的流动，而第一密封件与液体样品之间不发生接触。

3.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述第一密封件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述第一密封件定位成密封毛细管通道的出口，在所述第二位置中，所述第一密封件定位成不密封毛细管通道的出口。

4.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述毛细管通路装置包括第二或另外的毛细管通道，每个毛细管通道都带有入口和出口，并且所述流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封所述第二或另外的毛细管通道的相应出口的第二或另外的第一密封件。

5.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述流体流动控制装置和毛细管通路装置可拆卸地集成以形成单个装置。

6.如权利要求4所述的装置，其中，其中所述流体流动控制装置和毛细管通路装置可拆卸地集成以形成单个装置。

7.如权利要求1或权利要求2所述的装置，进一步与样品计量装置结合以计量通向毛细管通道部分的预定量的样品液体。

8.如权利要求4所述的装置，其中所述毛细管通路装置包括侧通道，所述侧通道在沿着所述第一毛细管通道长度的中途从所述第一毛细管通道伸出并且通向出口，所述侧通道的入口由与所述第一毛细管通道的交叉点构成，其中所述流体流动控制装置包括可操作以可释放地密封所述侧通道的出口的第二密封件。

9.如权利要求8所述的装置，其中在毛细管通道或侧通道的远端提供出口。

10.如权利要求1或权利要求2所述的装置，在与流体分配装置结合的情况下，包括待分配流体的可破裂的、密封的容器、用于破裂所述容器并且释放内容物的破裂装置，所述容器和/或破裂装置布置成在容器完好的第一位置和容器破裂的第二位置之间进行相对运动。

11.如权利要求8所述的装置，其中所述装置包括与所述流体应用区域流体连通的井。

12.如权利要求11所述的装置，其中井在形成所述毛细管通路装置的平的元件内形成。

13.如权利要求11所述的装置，其中所述井的底座包括所述流体应用区域。

14.如权利要求11所述的装置，其中所述井通过所述流体流动控制装置、所述毛细管通路装置和单独元件中的一个或多个元件的组合而形成。

15.如权利要求11所述的装置，其中所述井的底座配置成使其从所有方向朝着样品进入孔倾斜。

16.如权利要求11所述的装置，其中所述井包括帮助样品液体流入毛细管通道的特征。

17.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中毛细管通道包括远离毛细管通道的远端或近端的一个或多个额外的出口，以及第一密封件，该第一密封件可操作以可释放地密封额外的出口，以控制装置中的液体样品的流动。

18.如权利要求11所述的装置，其中在控制元件上提供所述第一密封件，控制元件是可移动的以引起所述第一密封件的操作。

19.如权利要求18所述的装置，其中所述控制元件布置成进行旋转运动或线性运动。

20.如权利要求18所述的装置，其中毛细管通道的出口或侧通道的出口位于所述流体应用区域附近，并且其中所述控制元件围绕所述流体应用区域。

21.如权利要求20所述的装置，其中所述控制元件安装成伴随或围绕所述流体应用区域或井运动、或在所述流体应用区域或井上方运动。

22.如权利要求18所述的装置，其中所述控制元件包括液体入口以将液体通入所述流体应用区域。

23.如权利要求22所述的装置，其中仅仅当所述控制元件处于选定的位置中时，所述液体入口与所述流体应用区域流体连通。

24.如权利要求18所述的装置，其中所述控制元件可在第一待用位置和第二位置之间移动，在所述第一待用位置中，所述液体入口没有与所述流体应用区域流体连通，并且所述第一密封件不密封毛细管通道的出口，在所述第二位置中，所述液体入口与所述流体应用区域流体连通，并且所述第一密封件密封所述第一毛细管通道的出口。

25.如权利要求24所述的装置，其中，第二密封件被提供和定位成在第一待用位置中不密封任何侧通道的出口；并且在第二位置中不密封任何侧通道的出口。

26.如权利要求25所述的装置，其中所述控制元件可移动到第三位置，在所述第三位置中，所述第一密封件不密封第一毛细管通道的出口，且任何第二密封件密封任何侧通道的出口。

27.如权利要求18所述的装置，其中所述井是所述毛细管通路装置中的凹陷或凹口，并且所述控制元件的下侧形成所述井的盖子。

28.如权利要求27所述的装置，其中，所述控制元件的旋转使所述盖子暴露或隐藏所述井。

29.如权利要求8所述的装置，其中两个或更多个密封件由单个密封构件构成。

30.如权利要求29所述的装置，其中密封构件承载在控制元件上或形成控制元件的一部分。

31.如权利要求29所述的装置，其中两个或更多个第一密封件由单个密封构件构成，该单个密封构件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述第一密封件定位成密封所述第一毛细管通道的出口，并且在所述第二位置中，所述第一密封件定位成不密封第一毛细管通道的出口。

32.如权利要求29所述的装置，其中两个或更多个第二密封件由单个密封构件构成，该单个密封构件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述第二密封件定位成不密封侧通道的出口，并且在所述第二位置中，所述第二密封件定位成密封侧通道的出口。

33.如权利要求29所述的装置，其中所述密封构件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述第一密封件定位成密封所述第一毛细管通道的出口，且所述第二密封件定位成不密封所述侧通道的出口，并且在所述第二位置中，所述第一密封件定位成不密封毛细管通道的出口，且所述第二密封件定位成密封所述侧通道的出口。

34.如权利要求29所述的装置，其中两个或更多个第一密封件和两个或更多个第二密封件或密封构件设置在控制元件上，控制元件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述第一密封件定位成密封所述第一毛细管通道的出口，且所述第二密封件定位成不密封所述侧通道的出口，并且在所述第二位置中，所述第一密封件定位成不密封第一毛细管通道的出口，且所述第二密封件定位成密封侧通道的出口。

35.如权利要求18所述的装置，其中提供标记和/或停止点以表明所述控制元件的各种位置。

36.如权利要求10所述的装置，其中由所述流体流动控制装置提供所述流体分配装置。

37.如权利要求36所述的装置，其中由所述流体流动控制装置的控制元件来提供所述流体分配装置。

38.如权利要求10所述的装置，其中由所述容器提供的流体是缓冲剂。

39.如权利要求37所述的装置，其中提供凸轮以将所述控制元件的旋转运动与所述流体分配装置的操作装置的线性运动可操作地关联起来。

40.如权利要求1或权利要求2所述的装置，包括计时器。

41.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中在毛细管通道中和如果存在侧通道的话可选地在侧通道中提供检测装置，以确定样品液体的存在或不存在。

42.如权利要求41所述的装置，其中所述检测装置可操作地连接到所述装置的控制元件。

43.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中毛细管通道包括能够引起与关心的组分的反应的试剂系统。

44.如权利要求43所述的装置，其中试剂沉积在一个或多个毛细管通道中。

45.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述毛细管通路装置包括呈总体上平的元件形式的构件，该构件在其一个表面上具有凹槽以当被盖子部件密封时限定毛细管通道。

46.一种控制元件，包括如权利要求37所述的密封件和流体分配装置。

47.一种样品测试装置，包括如权利要求1或权利要求2所述的流体流动控制装置和毛细管通路装置。

48.如权利要求47所述的样品测试装置，其中所述样品测试装置还包括样品计量装置。

49.如权利要求47所述的样品测试装置，还包括流体分配装置。

50.如权利要求1或权利要求2所述的流体流动控制装置。