CN103582816A - 具有斜方形突出的测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种测定装置，其包括：液体样品容纳区；与所述样品容纳区流体连通的捕获区，其具有结合于其上的捕获元件，所述捕获区具有基底和基本上竖直地从所述基底延伸的突出，所述突出具有斜方形横截面并且所述突出按所述突出的拐角以朝向所述样品容纳区的方向面向上游的方式布置在所述基底上。所述突出具有高度、横截面和彼此之间的距离，所述距离限定所述突出之间能够产生平行于所述基底表面的毛细流动的毛细空间。所述斜方形横截面为正方形，面向所述上游和下游方向的所述突出的拐角具有与所述突出的其它内角相比较小的内角。

Description

具有斜方形突出的测定装置
技术领域
本发明涉及诊断测定领域，并且具体地讲涉及待检测的分析物存在于生物样品中的侧向流测定。
背景技术
诊断测定广泛用于多种疾病的诊断、治疗和管理并且对多种疾病的诊断、治疗和管理十分重要。多年来已经开发出不同类型的诊断测定，以简化对临床样品例如血液、血清、血浆、尿液、唾液、组织活检、粪便、痰和皮肤或咽拭子中的各种分析物的检测。很多情况下期望这些测定能给出快速且可靠的结果，同时易于使用并且制造成本低。可以理解，在一次同样的测定中很难满足所有这些要求。在实践中，许多测定受到其速度的限制。另一个重要参数为灵敏度。测定技术中的最新进展已导向灵敏度越来越高的测试，其允许检测痕量分析物以及在尽可能早的时间内检测到样品中的疾病指示。
通用类型的一次性测定装置包括用于容纳液体样品的区或区域、捕获区、以及任选地分别连接容纳区和捕获区的传输区或孵育区。这些测定装置通常称为侧向流测试条。它们采用多孔材料，如硝化纤维，从而限定能够支持毛细流动的流体流动路径。例子包括在美国专利号5,559,041、5,714,389、5,120,643和6,228,660中示出的那些，这些专利均以引用方式全文并入本文。
样品容纳区在很多情况下由更为多孔的材料构成，这种材料能够吸收样品，并且当需要进行血细胞分离时还能有效地捕获红血球。此类材料的例子为纤维材料，例如纸张、羊毛(fleece)、凝胶或薄纸，包括如纤维素、羊毛(wool)、玻璃纤维、石棉、合成纤维、聚合物或它们的混合物。
另一种类型的测定装置为具有突出以引起毛细流动的无孔测定装置。无孔测定装置在图1中示出。此类测定装置的例子包括开放侧向流装置，如在WO03／103835、WO2005／089082、WO2005／118139和WO2006／137785中所公开，这些专利均以引用方式全文并入本文。
美国专利号6,156,273公开了包括并置排列的整体式支撑结构和由所述支撑结构限定的互连通道的分离柱。
在已知的具有圆横截面突出的测定装置中，存在与此类圆横截面相关的多个问题。一个缺点是在突出的前部和后部相对大的滞止区，据信其促成了信号峰值(由于捕获的分析物与标记偶联)和弱清洗。另一个缺点是由圆形突出的几何形状产生的相对大的背景信号。还有一个缺点是具有对称圆形柱布置的厚耗尽层，其延迟了对标记分析物的捕获，从而导致灵敏度下降。
因此，在生物化学和生物分子测定特别是对于灵敏度和准确度要求非常高的诊断测定的方法和装置中，需要进一步改进动力学、提高灵敏度和特异性。具体地讲，需要可通过薄耗尽层和突出周围尽可能小的滞止区域将背景信号降至最低的突出几何形状。
发明内容
本发明涉及缓解一个或多个上述问题的方法。
本发明的一个方面涉及测定装置，所述装置包括：液体样品容纳区；与样品容纳区流体连通的捕获区，其具有结合于其上的捕获元件，该捕获区具有基底和基本上竖直地从基底延伸的突出，该突出具有斜方形横截面并且突出按其拐角以朝向样品容纳区的方向面向上游的方式布置在基底上，其中该突出具有高度、横截面和彼此之间的距离，所述距离限定突出之间能够产生平行于基底表面的毛细流动的毛细空间；和与捕获区流体连通的槽，其具有容纳从捕获区流出的液体样品的容量，其中样品容纳区、捕获区和槽限定流体流动路径。在一个优选的实施例中，斜方形横截面为正方形。在另一个优选的实施例中，斜方形横截面为菱形。在又一个优选的实施例中，面向上游和下游方向的突出的拐角具有与突出的其它内角相比较小的内角。
根据本发明的另一个方面，还提供了对用于检测感兴趣的一种或多种分析物的液体样品进行测定的方法。所述方法包括：提供用于容纳液体样品的液体样品容纳区；提供与样品容纳区流体连通的捕获区，其具有结合于其上的捕获元件，该捕获区具有基底和基本上竖直地从基底延伸的突出，该突出具有斜方形横截面并且突出按其拐角以朝向样品容纳区的方向面向上游的方式布置在基底上，其中该突出具有高度、横截面和彼此之间的距离，该距离限定突出之间能够产生平行于基底表面的毛细流动的毛细空间；提供与捕获区流体连通的槽，其具有容纳从反应区流出的液体样品的容量；将样品分配到样品容纳区上，从而样品通过毛细作用流动穿过捕获区并进入槽中；然后读取信号以确定一种或多种分析物的存在或浓度。
由下文的优选实施例的详细描述，本发明更多的目的、特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。
附图说明
图1显示根据本发明的优选实施例的测定装置。
图2显示根据本发明的优选方面的侧向流测定装置的正方形突出。
图3A显示图2中描述的突出的顶视图。
图3B显示图2中示出的突出的透视图。
图4显示正方形突出和圆形突出的灵敏度与NT-proBNP浓度的曲线图。
图5显示不同形状的突出以及沿流动路径长度的布置的分析物浓度。
图6A和B显示圆形和正方形突出的背景噪音。
图7显示具有沿y轴的平均峰面积和沿x轴的iPTH浓度(pg／ml)的剂量响应曲线。
图8显示具有沿y轴的平均峰面积和沿x轴的iPTH浓度(pg/ml)的剂量响应曲线。
具体实施方式
除非上下文清楚决定不是这样，否则本说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一个／种”和“所述”包括复数指代。
如在整个说明书和权利要求中结合数值使用的术语“约”是指为本领域的技术人员所熟悉和接受的精度区间。该区间优选为±10％。
本文中的术语“样品”是指一定体积的液体、溶液或悬浮液，旨在经受对其任何性质的定性或定量测定，所述性质诸如组分的存在或不存在、组分的浓度等。在本发明上下文中的典型样品为体液，诸如血液、血浆、血清、淋巴液、尿液、唾液、精液、羊水、胃液、粘液、痰、黏液、泪液、粪便等。本发明的实施例适用于所有体液样品，但优选适用于全血样品。
在本发明中，定性地或定量地根据样品的侧向流和存在于样品中的组分与存在于装置中的试剂的相互作用进行测定以及对此类相互作用的检测可用于任何目的，例如诊断目的。此类测试通常称为侧向流测定。
诊断测定的例子包括但不限于具体用于不同疾病(如慢性代谢紊乱)的分析物(也称为标记物)的测定，所述分析物诸如血糖、血酮、尿糖(糖尿病)、血胆固醇(动脉粥样硬化、肥胖症等)；其它特定疾病(如急性疾病)的标记物，诸如冠状动脉梗死标记物(如肌钙蛋白-T、NT-ProBNP)、甲状腺功能标记物(如促甲状腺激素(TSH)的测定)、病毒感染标记物(使用侧向流免疫测定以用于检测特定病毒抗体)；等等。
还有一个重要的领域为伴随诊断领域，其中将治疗剂(诸如药物)施用给需要此类药物的个体。然后进行适当的测定以测定适当标记物的水平，从而确定药物是否具有其所需的效果。或者，可在施用治疗剂前使用本发明的测定装置，以确定该试剂是否对需要的个体有帮助。
还有一个重要的领域为药物测试领域，用于简单快速地检测药物和指示药物滥用的药物代谢物；诸如尿液样品中特定药物和药物代谢物(如THC)的测定等。
术语“分析物”用作术语“标记物”的同义词并且旨在涵盖任何定量地或定性地测量的化学或生物物质并且可包括小分子、蛋白质、抗体、DNA、RNA、核酸及其复合物和衍生物。
术语“区”、“区域”和“部位”用于本说明书、例子和权利要求的上下文中以限定位于现有技术装置或根据本发明实施例的装置中的基底上的流体通道部分。
术语“反应”用于定义发生在样品组分和基底上或基底中的至少一种试剂或多种试剂之间，或发生在存在于样品中的两种或更多种组分之间的任何反应。术语“反应”特别用于定义发生在分析物和作为分析物定性或定量测定的一部分的试剂之间的反应。
术语“基底”是指样品添加到其中，并且测定在其上或其中进行，或者分析物和试剂之间的反应在其上发生的载体或基质。
本发明涉及用于确定至少一种分析物的存在或其含量的侧向流测定装置。图1示出了根据本发明的一个此类装置的优选实施例。测定装置1具有至少一个样品添加区2、任选地至少一个检测元件区3(通常还称为“偶联区”)、至少一个捕获区4，其任选地包括平行地放置在样品容纳区和至少一个槽5之间的若干个捕获区(未示出)。所述区形成流动路径，样品凭借所述流动路径从样品添加区流向槽中。还包括捕获区4中的捕获元件，其能够结合到分析物、任选地沉积在装置上(例如通过涂覆)；以及检测元件，其也能够结合到分析物、任选地沉积在检测区中的装置上，其中检测元件携带用于在捕获区中检测的第一标记。
测定装置的组件(即，装置的物理结构是否为独立于装置的其它部分的分立件)可由共聚物、共混物、层合物、金属箔、金属膜或金属制备。或者，装置组件可由以下材料中的一者沉积的共聚物、共混物、层合物、金属箔、金属膜或金属制备：聚烯烃、聚酯、包含苯乙烯的聚合物、聚碳酸酯、丙烯酸聚合物、含氯聚合物、缩醛类均聚物和共聚物、纤维素及其酯、硝酸纤维素、含氟聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、含硫聚合物、聚氨酯、含硅聚合物、玻璃和陶瓷材料。或者，装置的组件用塑料、弹性体、胶乳、硅片或金属制成；所述弹性体可包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、硅弹性体或胶乳。作为另外一种选择，装置的组件可由胶乳、聚苯乙烯胶乳或疏水性聚合物制备；所述疏水性聚合物可包括聚丙烯、聚乙烯或聚酯。或者，装置的组件可包含
Figure BDA0000431020240000051
聚苯乙烯、聚丙烯酸酯或聚碳酸酯。或者，装置的组件由能够被研磨或注塑成型的塑料制成或由在其上吸附各种长链烷硫醇的铜、银和金膜的表面制成。能够被研磨或注塑成型的塑料结构可包括聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚丙烯酸酯。在一个特别优选的实施例中，测定装置由环烯烃聚合物注塑成型，例如以名称
Figure BDA0000431020240000052
销售的那些。优选的注塑成型技术在美国专利号6,372,542、6,733,682、6,811,736、6,884,370和6,733,682中有所描述，这些专利均全文以引用方式并入本文。
该流动路径可包括开放或关闭的路径、沟槽、毛细管。该流动路径优选地包括邻近突出的侧向流动路径，该路径具有一定的尺寸、形状和相互间距，使得毛细流动持续通过流动路径。在至少捕获区中，该流动路径将包括根据本发明的那些斜方形突出。在一个实施例中，该流动路径位于具有底面和侧壁的基底中的通道内。在该实施例中，该突出从通道的底面突起。侧壁可能会或可能不会有助于液体的毛细作用。如果侧壁不会有助于液体的毛细作用，然后可在最外侧突出和侧壁间提供间隙以使液体保持在由突出限定的流动路径中。
在一个实施例中，流动路径至少部分地开放。在另一个实施例中，流动路径完全开放。开放是指在毛细距离处无封盖或覆盖件。因此，封盖如果作为流动路径的物理保护存在，则不会有助于流动路径中的毛细流动。开放的侧向流动路径在例如以下公布的专利申请中有所描述：WO2003／103835、WO2005／089082；WO2005／118139；WO2006／137785；以及WO2007／149042，所有这些专利均全文以引用方式并入。突出具有高度(H)、直径(D)和突出(tl，t2)之间的一个或多个距离，使得该区中流体(诸如血浆，优选人血浆)的侧向毛细流动得以实现。除了优化上述高度、直径和突出之间的一个或多个距离外，可如通过对突出的表面改性来赋予突出期望的化学、生物或物理功能。在一个实施例中，突出具有间隔约15至约150μm、优选约30至约100μm的高度，约10至约160μm、优选20至约80μm的直径，以及突出之间彼此间隔约3至约200μm、优选10至约100μm或10至50μm的一个或多个距离。流动通道可具有约5至约500mm、优选约10至约100mm的长度，和约1至约30mm、优选约2至约10mm的宽度。
液体样品容纳区2容纳来自样品分配器(例如移液管)的样品。样品通常沉积在该区的顶部。样品容纳区能够将液体样品从样品沉积的点优选通过毛细流动传输到捕获区。毛细流动引起结构可包括多孔材料，诸如硝化纤维，或优选通过突出，诸如微柱，如在图1中所示。
可将过滤材料放置在样品容纳区中以从样品中过滤颗粒或从血液中过滤血细胞，以使得血浆可进一步穿过装置行进。
液体样品容纳区下游为与样品容纳区流体连通的捕获区4。捕获区4包括具有根据本发明的斜方形横截面的突出。如上所述，这些突出优选由光学塑料诸如Zeonar整体地模制到基底中。
本发明部分地基于如下令人惊奇的发现，即例如那些本文所述在捕获区中具有斜方形横截面突出的测定装置提供更高的灵敏度、更佳的精度和降低的背景噪音。虽然不希望受任何理论束缚，但申请人相信使用具有圆形横截面的突出会导致样品流体围绕柱的流动更差。具体地讲，流体流动穿过具有圆形横截面突出的区域导致在突出的前部和后部相对大的滞止区，这继而导致未结合检测元件的弱清洗。这可能导致标记的抗原或标记本身被捕获到柱的前部和后部中，这导致背景信号增大和灵敏度降低。
发明者还发现具有任何矩形横截面的突出不会较圆形横截面设计有所改进。相反，据发现仅斜方形横截面会提供相对于具有圆形横截面的突出更高的灵敏度和降低的背景噪音。众所周知，斜方形为具有长度相同的四条边的四边形，例如菱形，或者如果斜方形具有直角，则为正方形。斜方形柱在图1-3中示出。图3A和3B为斜方形突出的顶视图和透视图。
斜方形突出的尺寸可能有很大差别，部分地经过选择以引起流体穿过捕获区过程中的毛细流动，并且通常可包括上述用于突出的尺寸。在一个优选的实施例中，突出高度为约65μm，其柱的侧面在底部为约50μm、在顶部为40μm。柱间的距离为在底部约10μm且在顶部20μm。斜方形突出的拐角始终面向流体流动方向以将滞止降至最低。流体相对于突出的流动如在图1和3A中的箭头A所示。
如在图2、3A和3B中所示根据本发明的斜方形突出与圆形突出相比，在突出的前部和后部具有小得多的滞止区。表面积／体积比率与具有圆形横截面的突出相比也有所增加。
具有斜方形横截面的突出包括在下文更详细描述的本发明测定的捕获区中。
捕获元件附接到捕获区中的突出。捕获元件可包括针对其对于标记物或感兴趣的分析物的亲和力或其对于标记物或分析物的相关修改形式的亲和力而适当选择的分子。例如，如果标记物或分析物为DNA，则捕获分子可为但不限于合成的寡核苷酸、其类似物或特异性抗体。其它合适的捕获元件包括特定于待检测分析物的抗体、抗体片段、适配体和核酸序列。捕获元件的合适修改形式的非限制性例子为生物素取代的靶生物化合物，在这种情况下，探针可以具有亲和素官能团。捕获区可包括多个捕获区。多个捕获区可用于包括一种或多种标记物的测定。如果有多个捕获区，则捕获元件可包括多个捕获元件，诸如第一捕获元件和第二捕获元件。
捕获区下游为与捕获区流体连通的槽。槽为测定装置中具有容纳液体样品容量的区域。槽提供毛细作用力以继续使液体样品运动穿过并离开捕获区。该槽可包括多孔材料例如硝化纤维，或者可为无孔结构，诸如本文所述的突出。该槽还可包括非毛细管流体驱动装置，例如使用蒸发加热或泵。如在根据本发明的测定装置中所用的槽的更多详细信息可见于专利公布US2005／0042766和US2006／0239859，其均全文以引用方式并入本文中。
检测元件区任选地位于样品添加区和捕获区之间。该区包括当分析物流动穿过检测元件区时附接到分析物的检测元件。检测元件随后在捕获区中被检测到，如在下文中更详细地描述。检测元件可直接附接到标记物或分析物，或更通常可偶联到检测捕获元件，其随后结合到分析物。从而，术语“检测元件”意在涵盖可直接附接到标记物或分析物，或偶联到检测捕获元件的可检测部分。合适的检测捕获元件可包括上文相对于捕获元件所述的那些。
就竞争性测定而言，检测元件区将包含具有已结合到分析物的检测元件的分析物。在此情况下，当样品运动穿过检测元件区时，此前沉积的具有结合到其上的检测元件的分析物将与样品中的分析物一起被传输到捕获区。
检测元件为可相对于其物理分布或／和其传送的信号强度被检测到的试剂，例如但不限于发光分子(如荧光剂、磷光剂、化学发光剂、生物发光剂等)、有色分子、反应时显色的分子、酶、放射性同位素、表现出特异性结合的配体等。检测元件优选地为选自发色团、荧光团、放射性标记和酶的标记。合适的标记可得自商业供应商，提供宽范围的用于标记抗体、蛋白质和核酸的染料。存在例如横跨几乎整个可见光谱和红外光谱的荧光团。合适的荧光或磷光的标记包括例如但不限于荧光素、Cy3、Cy5等。合适的化学发光标记为例如但不限于鲁米诺、光棒等。
相似地，放射性标记为可商购获得的，或检测元件可为合成的以使得它们结合放射性标记。合适的放射性标记为例如但不限于放射性碘和磷；如，125I和32P。
合适的酶标记为例如但不限于辣根过氧化物酶、β-半乳糖苷酶、荧光素酶、碱性磷酸酶等。当两种标记可以单独地被检测并且优选同时定量时，两种标记为“可分辨的”而不会彼此显著干扰、妨碍或压制。两种或更多种标记可用于例如当多种分析物或标记物正在被检测的时候。
在一个实施例中，将检测元件预先沉积在测定装置上，然后将捕获元件在添加样品之后添加或与样品一起添加。或者，将捕获元件预先沉积在测定装置上，然后将检测元件在添加样品之后添加或与样品同时添加。优选地，将检测和捕获元件都分别预先沉积在测定装置、检测区和捕获区上。
在一个实施例中，检测和捕获元件通过毛细作用力的影响由样品传输到捕获区，从而形成检测复合物，该复合物包括检测元件、标记物和捕获元件。
优选地，包括样品容纳区、捕获区和槽的流动路径整体包括突出，该突出基本上相对于基底垂直并且具有能够形成样品在流动路径中的侧向流的高度、直径和倒易间距。该优选的实施例在图1中示出。
在任何上述实施例中，该装置优选地为一次性测定装置。该测定装置优选地容纳在外壳中，以便于抓握和保护。如果测定装置容纳在这种外壳中，则该外壳将优选地包括用于将样品添加到该测定装置的口。
本发明的测定装置可与用于读出进行本发明的测定的测定装置的结果的装置(读出器)一起使用。该读出器包括用于读出由检测元件(例如光电检测器)发出或由其反射的信号的装置，以及用于计算信号和显示结果的装置，例如可包括在一体化读出器中或位于单独的计算机上的微处理器。合适的读出器在例如US2007／0231883和美国专利号7,416,700中有所描述，这两者均以引用方式全文并入本文。
另一个实施例为用于读出在测定装置上进行的测定结果的装置，其中该装置包括能够读出由存在于测定装置的限定位置中的至少一个检测元件发出或由其反射的信号的检测器。在任一个上述实施例中，读数优选地选自对颜色、荧光、放射性或酶活性的检测和／或定量。
本发明的另一个方面涉及对用于检测感兴趣的一种或多种分析物的液体样品进行测定的方法。包含感兴趣的一种或多种分析物的液体样品例如通过装置外壳中的口沉积到测定装置的样品容纳区上。样品通过毛细作用运动穿过任选的过滤器并进入样品与检测元件直接或间接(诸如通过抗体)偶联的检测元件区。在一个可供选择的实施例中，检测元件可与样品一起添加到装置中，使得检测元件区不再是必要的。接下来样品通过毛细作用运动进入捕获区，在这里它遇到具有斜方形横截面的突出。感兴趣的具有检测元件的一种或多种分析物例如通过捕获区表面上的抗体被捕获到捕获区中。然后将如上所述的读出器用于读出由检测元件生成的信号，以确定一种或多种分析物的存在或浓度。样品从捕获区移出并进入槽中。读出器可在样品运动穿过捕获区后立即或短时间内读出信号。另外，可在样品穿过装置后进行一次或多次冲洗，以便从捕获区中冲掉任何未结合的检测元件。
根据本发明的实施例的方法、测定装置和读出器具有许多优点，主要与改进的免疫化学反应的反应动力学和提高的测定灵敏度有关。
应当理解，本发明不限于本文所示的特定实施例。以下实例为了进行示意性的说明而提供且不旨在限制本发明的范围，因为本发明的范围仅受所附权利要求和其等同权利要求的限制。
实例
实例1
使用由Zeonor(Zeon，Japan)制造的塑料基底芯片，其在表面上具有氧化的葡聚糖，以用于通过席夫碱耦合共价地固定蛋白质。流动通道中的捕获区使用抗NT-proBNP mAb(15C4Hytest)沉积(Biodot AD3200)并干燥。流动通道中的检测元件区使用抗NT-proBNP mab(S-1.21.3Roche)沉积并干燥。将少量Triton X-45沉积在装置上以增加样品的可润湿性，以便更利于毛细流动。将样品添加到装置的样品区，并且微柱阵列的毛细作用将样品分散穿过检测元件区、捕获区，然后进入芯吸区。典型的测定时间为约10分钟。信号强度记录在原型线照明荧光扫描仪中。实验结果在图4、6和表1中示出。
图4示出实验结果，其中将具有正方形横截面的突出指定为T7.30(用正方形(■)表示)，而将具有圆形横截面的突出指定为T7.29(用菱形(◆)表示)。如图所示，正方形突出与圆形突出相比具有高得多的光学信号，指示出更高的分析物捕获。事实上，如图所示，在NT-proBNP水平为1450pg／ml处，正方形突出的信号大约为圆形突出的两倍强(分别为14比7)。
下表1表明了使用正方形突出与圆形突出相比在测定精度上的改进。特别地，作为精度量度的变异系数(CV)，对于指示出更高精度的正方形突出，在水平3(268pg/ml)和4(1499pg／ml)下显著较小。对于较低水平(1和2)，观察到正方形和圆形突出对CV无影响。
Figure BDA0000431020240000111
表1
图5为在相同的流体流速和相同的初始分析物浓度以及不同的横截面突出下对分析物捕获进行的计算流体动力学(CFD)模拟。CFD模拟将在突出的固体表面上的流体流动、扩散和动力学反应考虑在内。分析物浓度是突出位置、突出形状(正方形或圆形)和突出布置(对称或非对称)的函数。Y轴表示在突出中心处沿对称轴的分析物平均浓度。X轴表示每个柱距捕获区起始处(即，捕获抗体首次沉积在基底上的位置)的距离。每个突出(图中称为“柱”)由数据点(如正方形(■))针对每个不同形状突出指定。示出从捕获区起始处起的前五个突出。由菱形(◆)表示的正方形突出由于正方形和圆形突出之间的自然压实距离(packing distance)变化而具有稍大的突出间距离。如图所示，正方形突出与在本模拟中测试的各种圆形突出设计相比，在捕获区中的所有位置(即，上游和下游)处表现出显著更高的分析物捕获。CFD模拟的结果与实验观察一致。示出的其它形状为长的圆形突出(X)、圆形突出(■)和圆形非对称突出(▲)。
对于较低的浓度(与较高浓度的268和1499pg／ml比较，如表1中所列出的2和59pg／ml)，正方形突出还具有较低和较平滑的基线，如图6中所示。它表明正方形突出还降低了光学噪音。再次地，这据信是由于与圆形突出相比柱横截面面积更均匀以及在突出的前部和后部存在较小的滞止区所引起。
实例2
剂量响应曲线，其中评估使用具有含圆形横截面突出的芯片的测定装置和具有正方形横截面突出的装置以用于全段甲状旁腺激素(iPTH)。使用由Zeonor(Zeon，Japan)制造的塑料基底芯片，其在表面上具有氧化的葡聚糖，以用于通过席夫碱耦合共价地固定蛋白质。将荧光标记的山羊多克隆抗体(N-端，aa1-34)抗-iPTH沉积并干燥以生成试剂区。将山羊多克隆抗体(C-端，aa39-84)抗-iPTH沉积并干燥以生成检测区。将少量Triton X-45沉积在装置上以增加样品的可润湿性，以便更利于毛细流动。将样品添加到装置的样品区，随后微柱阵列的毛细作用将样品分散通过流动通道，然后进入芯吸区。典型的测定时间为约10分钟。将来自检测区中荧光标记的复合物的信号强度记录在原型线照明荧光扫描仪中。结果在图7和8中示出。
图7显示具有沿y轴的平均峰面积和沿x轴的iPTH浓度(pg／ml)的剂量响应曲线。标记有菱形(◆)的曲线A具有正方形突出。标记有加号(+)的曲线C使用与曲线A芯片相同的芯片，但是通过单独的沉积事件沉积。曲线A和C的多个数据点重叠。标记有(X)的曲线B针对与芯片A相同的芯片，不同的是该芯片具有圆形突出而非正方形突出。如结果所示，具有正方形横截面突出的装置的平均峰面积显著高于具有圆形横截面突出的装置。
图8类似于图7，不同的是使用较低含量的iPTH。再次如在图7中一样，图8表示具有沿y轴的平均峰面积和沿x轴的iPTH浓度(pg／ml)的剂量响应曲线。标记有正方形(■)的曲线(A)具有正方形横截面突出。标记有菱形(◆)的曲线(C)使用与T7.30相同的以相同方式通过单独的沉积事件沉积在相同的芯片类型上的装置。标记有三角形(▲)的曲线(B)针对与T7.30芯片相同的装置，不同的是它具有圆形突出而非正方形突出。如结果所示，具有正方形突出的装置的平均峰面积明显高于具有圆形突出的装置。
正方形突出设计的小变动还应保持正方形突出在突出的前部和后部滞止区较小方面的优点。这些设计包括面向上游和下游方向的突出的拐角具有与突出的其它内角相比较小的内角，即菱形突出具有沿整体流动方向更长的轴。菱形突出的前部和端部可被制备得相当尖以进一步缩小滞止区。
附加实施例
1.一种测定装置，包括：液体样品容纳区；与样品容纳区流体连通的捕获区，该捕获区具有结合于其上的捕获元件，该捕获区具有基底和基本上竖直地从基底延伸的突出，该突出具有斜方形横截面并且突出按其拐角以朝向样品容纳区的方向面向上游的方式布置在基底上，其中该突出具有高度、横截面和彼此之间的距离，该距离限定突出之间能够产生平行于基底表面的毛细流动的毛细空间；和与捕获区流体连通的槽，该槽具有容纳从捕获区流出的液体样品的容量，其中样品容纳区、捕获区和槽限定流体流动路径。
2.如实施例1中所公开的测定装置，其中斜方形横截面为正方形。
3.如实施例1中所公开的测定装置，其中斜方形横截面为菱形。
4.如实施例3中所公开的测定装置，其中面向上游和下游方向的突出的拐角具有与突出的其它内角相比较小的内角。
5.如实施例1中所公开的测定装置，其中基底包括具有底面和侧壁的通道，并且其中突出从通道底面突起，并且其中侧壁不会有助于液体的毛细作用。
6.如实施例1中所公开的测定装置，其中突出间的毛细空间迫使液体侧向地运动离开无需覆盖件、侧壁或外部施加的驱动装置而施加液体样品的位置，以引起或协助沿流动路径的毛细流动。
7.如实施例1中所公开的测定装置，还包括介于捕获区和样品容纳区之间的检测元件区，其中检测元件区在其上具有检测元件。
8.如实施例1中所公开的测定装置，其中捕获区还包括多个捕获区，其中将第一捕获元件施加到第一捕获区，并且将第二捕获元件施加到第二捕获区。
9.如实施例8中所公开的测定装置，其中第一捕获区和第二捕获区通过不具有捕获元件的区域彼此分离，或者第一捕获区和第二捕获区彼此直接相邻。
10.如实施例1中所公开的测定装置，其中捕获元件在垂直于流体流动路径的方向上延伸捕获区的整个宽度。
11.如实施例1中所公开的测定装置，其中捕获元件为捕获抗体。
12.如实施例1中所公开的测定装置，还包括用于保持样品容纳区、捕获区和槽的外壳，该外壳具有位于其上与样品容纳区流体连通的样品口。
13.如实施例12中所公开的测定装置，还包括设置在样品口和样品容纳区之间的过滤器。
14.如实施例13中所公开的测定装置，其中过滤器能够从血浆中过滤红血球。
15.如实施例7中所公开的测定装置，其中检测元件包括具有结合于其上的可检测标记的抗体。
16.一种针对液体样品进行的用于检测感兴趣的一种或多种分析物的测定的方法，该方法包括以下步骤：提供用于容纳液体样品的液体样品容纳区；提供与样品容纳区流体连通的捕获区，该捕获区具有结合于其上的捕获元件，该捕获区具有基底和基本上竖直地从基底延伸的突出，该突出具有斜方形横截面并且突出按其拐角以朝向样品容纳区的方向面向上游的方式布置在基底上，其中该突出具有高度、横截面和彼此之间的距离，该距离限定突出之间能够产生平行于基底表面的毛细流动的毛细空间；提供与捕获区流体连通的槽，该槽具有容纳从反应区流出的液体样品的容量；将样品分配到样品容纳区上，从而样品通过毛细作用流动穿过捕获区并进入槽中；然后读取信号以确定一种或多种分析物的存在或浓度。
17.如实施例16中所公开的方法，其中基底包括具有底面和侧壁的通道，并且其中突出从通道底面突起，并且其中侧壁不会有助于液体的毛细作用。
18.如实施例16中所公开的方法，还包括具有结合于其上的检测元件的检测元件区，其中分析物与检测元件区中的检测元件结合，并且被捕获区捕获以产生可检测信号。
19.如实施例16中所公开的方法，还包括将检测元件与样品一起添加，从而在捕获区中捕获检测元件并产生可检测信号。
20.如实施例16中所公开的方法，其中斜方形横截面为正方形。
21.如实施例16中所公开的方法，其中斜方形横截面为菱形。
22.如实施例16中所公开的方法，其中面向上游和下游方向的突出的拐角具有与突出的其它内角相比较小的内角。
本领域的技术人员将会知道本文所述的本发明及其实施例易受除特别描述的变型形式和修改形式之外的变型形式和修改形式影响。应当理解，本发明包括所有这些变型形式和修改形式。本发明还包括在本说明书中单独地或全体地提到的所有步骤和结构，以及任何两个或更多个步骤或结构的任意和所有组合。

Claims (22)

1. 一种测定装置，包括：
液体样品容纳区；
与所述样品容纳区流体连通的捕获区，所述捕获区具有结合于其上的捕获元件，所述捕获区具有基底和基本上竖直地从所述基底延伸的突出，所述突出具有斜方形横截面并且所述突出按所述突出的拐角以朝向所述样品容纳区的方向面向上游的方式布置在所述基底上，其中所述突出具有高度、横截面和彼此之间的距离，所述距离限定所述突出之间能够产生平行于所述基底表面的毛细流动的毛细空间；以及
与所述捕获区流体连通的槽，所述槽具有容纳从所述捕获区流出的液体样品的容量，其中所述样品容纳区、所述捕获区和所述槽限定流体流动路径。
2. 根据权利要求1所述的测定装置，其中所述斜方形横截面为正方形。
3. 根据权利要求1所述的测定装置，其中所述斜方形横截面为菱形。
4. 根据权利要求3所述的测定装置，其中面向所述上游和下游方向的所述突出的拐角具有与所述突出的其它内角相比较小的内角。
5. 根据权利要求1所述的测定装置，其中所述基底包括具有底面和侧壁的通道，并且其中所述突出从所述通道的所述底面突起，并且其中所述侧壁不会有助于所述液体的毛细作用。
6. 根据权利要求1所述的测定装置，其中所述突出之间的所述毛细空间迫使所述液体侧向地运动离开无需覆盖件、侧壁或外部施加的驱动装置而施加所述液体样品的位置，以引起或协助沿所述流动路径的所述毛细流动。
7. 根据权利要求1所述的测定装置，还包括介于所述捕获区和样品容纳区之间的检测元件区，其中所述检测元件区在其上具有检测元件。
8. 根据权利要求1所述的测定装置，其中所述捕获区还包括多个捕获区，其中将第一捕获元件施加到第一捕获区，并且将第二捕获元件施加到第二捕获区。
9. 根据权利要求8所述的测定装置，其中所述第一捕获区和第二捕获区通过不具有捕获元件的区域彼此分离，或者所述第一捕获区和第二捕获区彼此直接相邻。
10. 根据权利要求1所述的测定装置，其中所述捕获元件在垂直于所述流体流动路径的方向上延伸所述捕获区的整个宽度。
11. 根据权利要求1所述的测定装置，其中所述捕获元件为捕获抗体。
12. 根据权利要求1所述的测定装置，还包括用于保持所述样品容纳区、捕获区和槽的外壳，所述外壳具有位于其上与所述样品容纳区流体连通的样品口。
13. 根据权利要求12所述的测定装置，还包括设置在所述样品口和所述样品容纳区之间的过滤器。
14. 根据权利要求13所述的测定装置，其中所述过滤器能够从血浆中过滤红血球。
15. 根据权利要求7所述的测定装置，其中所述检测元件包括具有结合于其上的可检测标记的抗体。
16. 一种对液体样品进行测定的方法，用于检测感兴趣的一种或多种分析物，所述方法包括以下步骤：
提供用于容纳所述液体样品的液体样品容纳区；
提供与所述样品容纳区流体连通的捕获区，所述捕获区具有结合于其上的捕获元件，所述捕获区具有基底和基本上竖直地从所述基底延伸的突出，所述突出具有斜方形横截面并且所述突出按所述突出的拐角以朝向所述样品容纳区的方向面向上游的方式布置在所述基底上，其中所述突出具有高度、横截面和彼此之间的距离，所述距离限定所述突出之间能够产生平行于所述基底表面的毛细流动的毛细空间；
提供与所述捕获区流体连通的槽，所述槽具有容纳从所述反应区流出的液体样品的容量；
将所述样品分配到所述样品容纳区上，从而所述样品通过毛细作用流动穿过所述捕获区并进入所述槽中；以及
读取信号以确定所述一种或多种分析物的存在或浓度。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述基底包括具有底面和侧壁的通道，并且其中所述突出从所述通道的所述底面突起，并且其中所述侧壁不会有助于所述液体的毛细作用。
18. 根据权利要求16所述的方法，还包括具有结合于其上的检测元件的检测元件区，其中所述分析物与所述检测元件区中的所述检测元件结合，并且被所述捕获区捕获以产生可检测信号。
19. 根据权利要求16所述的方法，还包括将检测元件与所述样品一起添加，从而在所述捕获区中捕获所述检测元件并产生可检测信号。
20. 根据权利要求16所述的方法，其中所述斜方形横截面为正方形。
21. 根据权利要求16所述的方法，其中所述斜方形横截面为菱形。
22. 根据权利要求16所述的方法，其中面向所述上游和下游方向的所述突出的拐角具有与所述突出的其它内角相比较小的内角。
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