CN104122177B - 利用过滤器的粒子成像 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用过滤器的粒子成像。一种多层测试卡(100，500)包括：输入通道(110)，其形成在测试卡的层中；输出通道(120)，其形成在测试卡的另一层中；以及过滤器(115，505，605)，其耦合在输入通道和输出通道之间，用于接收来自输入通道的流体，并收集白血细胞使得收集到的白血细胞在接近过滤器的第一表面(225)处是光学可见的。

Description

利用过滤器的粒子成像
背景技术
对诸如白血细胞的粒子进行计数和区分以用在医学研究和诊断测试中。微流体结构已被用来隔离在载玻片上或试管中的白血细胞。但是，载玻片和试管未提供对白血细胞进行快速且准确地计数和区分的简单有效的机制。
发明内容
一种多层测试卡包括：输入通道，其形成在测试卡的层中；输出通道，其形成在测试卡的另一层中；以及过滤器，其耦合在输入通道和输出通道之间，用于接收来自输入通道的流体，并收集粒子使得收集到的粒子在接近过滤器的第一表面处是光学可见的。
一种方法包括：将包含感兴趣的粒子的流体提供给多层层压的测试卡的层上的微流体输入通道；使流体移动穿过输入通道，并且在测试卡的过滤层上的过滤器上移动；以及在过滤器上收集感兴趣的粒子。
一种进一步的方法包括：在多层测试卡的输入层中形成输入通道；在多层测试卡的过滤层中形成过滤器；在多层测试卡的输出层中形成废弃物通道；为输入通道和废弃物通道的每一个提供覆盖层；以及将这些层附着在一起使得输入通道通往过滤器的第一侧，并且废弃物通道通往过滤器的与第一侧相对的第二侧，使得当流体在过滤器上移动时在过滤器上收集流体中的粒子。
附图说明
图1为根据示例实施例的具有过滤器的卡的顶视图表示。
图2为根据示例实施例的图1的卡沿线2-2截取的侧横截面表示。
图3为根据示例实施例的使用测试卡的方法的流程图表示。
图4为根据示例实施例的制造多层测试卡的方法的流程图表示。
图5为根据示例实施例的具有过滤器的替代卡盘(cartridge)的分解视图。
图6为根据示例实施例的过滤器组件的分解视图。
图7为图6的过滤器的顶视图，其示出了过滤器的示例尺寸。
具体实施方式
在以下描述中，对附图做出参考，附图形成该描述的一部分，并且在附图中通过说明的方式示出可以实践的具体实施例。这些实施例被足够详细地描述以使得本领域技术人员能够实践本发明，并且应理解，可以利用其他实施例并且可以做出结构、逻辑和电气上的改变，而不偏离本发明的范围。因此，不应在限制的意义上看待以下对示例实施例的描述，并且本发明的范围由所附的权利要求限定。
白细胞对免疫系统和功能是重要的。白细胞计数和区分二者被用在医学研究中。过滤器允许对包含白细胞的大小变化的液体样本染色和成像来利用相对小的区域进行进一步分析，诸如对样本的区分。过滤器向系统提供附加的使用灵活性，并且还可以用于收集和成像许多不同类型的感兴趣的粒子。
在各种实施例中，使用筛选器(screen)或过滤器来增加感兴趣的粒子的浓度。然后，过滤器就绪以被查看来促进从变化的样本大小对少量粒子的检测，从而仅查看小表面区域。此外，由于粒子可以在过滤时或过滤之前被染色，所以它们可以被容易地检测并进行可能性区分。
在一些实施例中，过滤器材料可以是聚碳酸酯过滤器或其它非纤维过滤器材料。过滤器提供可以干燥的表面，这在需要时提供了固定和染色的机会。之前尝试提供自动化系统来对利用试管或载玻片的白细胞成像。这些不是如用在具有变化的样本大小的自动化系统中的过滤器那样是几乎自适应的。
微流体卡可以使用过滤器或不同材料的组合来组装。在一个实施例中，在构造卡之后，血液被拉或推入样本输入通道而至上述过滤器组合，并然后施加在过滤器上。
图1是多层测试卡100的框图平面视图表示。图2是沿图1中的线2-2截取的测试卡100的横截面，其中具有一致的元件编号。这些图未按比例。在一些实施例中，测试卡100包含由透明材料构成的很多层，所述透明材料诸如PET或丙烯酸或可以用各种液体流体运送特征来图案化的其他合适材料。在一些实施例中，可使用卡100来利用少量血液执行一项或多项血液测试。要测试的血液或其他液体可以经由测试卡的一个或多个层来运送，并且被制备以供该卡插入到的测试仪器分析，可以使用LED、激光和其他光源的组合来照射样本。
在一个实施例中，卡100包括形成在测试卡的输入层210中的输入通道110。废弃物通道120形成在测试卡100的废弃物层220中。过滤器115耦合在输入通道和废弃物通道之间，用于接收来自输入通道的流体并收集诸如白血细胞的粒子，使得收集到的粒子在接近过滤器115的第一表面225处是光学可见的。在各种实施例中，过滤器115可以被放置于过滤层225的切出区域内，或者可以简单地夹于输入层210和废弃物层220之间。另外的层可以为通道提供覆盖功能。
输入通道110在接近过滤器115的一长度的第一部分235处提供流体，并且废弃物通道在接近过滤器的该长度的第二部分240处接收穿过过滤器115的流体。过滤器的该长度的第一和第二部分可以沿过滤器的该长度分离。在进一步实施例中，第一和第二部分重叠。
在一个实施例中，过滤器至少沿过滤器的在过滤器的第一和第二部分之间的部分是光学可见的。卡的层可以是透明的以促进过滤器通过这些层的可见性。
在一个实施例中，过滤器或过滤器115之前的通道包括染色剂来对诸如白血细胞的收集到的粒子染色。染色剂可以由吖啶橙、其他核酸染色剂或区分白细胞的染色剂形成。在一些实施例中，过滤器可以具有介于2与5μm之间的孔大小，并且在另外的实施例中可以具有更大或更小的孔大小。过滤器由非纤维过滤材料形成。一种示例过滤器是聚碳酸酯过滤器。
图3是使用测试卡的方法300流程图。在310，将包含感兴趣的粒子的流体提供给多层测试卡的一层上的微流体输入通道。在315，流体被移动通过输入通道，并且在320对粒子染色。然后，在325，流体在测试卡的过滤层上的过滤器上移动。在330，感兴趣的粒子在过滤器上被收集。在335，从过滤器朝测试卡的废弃物通道层中的废弃物通道移动流体。
在一个实施例中，通过经由卡已插入到的测试系统提供的负压或正压来移动流体。过滤器或过滤器之前的输入通道可以包含染色剂，使得在过滤器上收集的感兴趣的粒子在325处或之前被染色以使它们更容易可见。在一些实施例中，感兴趣的粒子用吖啶橙染色。吖啶橙可以包含在过滤器或过滤器之前的通道上。在一个实施例中，流体包括血液，并且感兴趣的粒子包括白血细胞。在340，过滤器可以被查看或成像以提供可根据其经由图像分析或者通过人工分析来执行细胞区分的图像。
图4是示出构建卡的方法400的流程图。在410，在多层测试卡的输入层中形成输入通道。在415，在多层测试卡的过滤层中形成过滤器。可替代地，在没有相应的过滤层的情况下提供过滤器。在420，在多层测试卡的废弃物层中形成废弃物通道。在一个实施例中，通道经由激光从层中切割而成。在425，通过当各层组装在一起时提供具有与通道相对应的材料的层以覆盖通道来为输入通道和废弃物通道的每一个形成覆盖层。在430，各层被附着在一起使得输入通道通往过滤器的第一侧，并且废弃物通道通往过滤器的与第一侧相对的第二侧，使得当流体在过滤器上移动时在过滤器上收集流体中的粒子。可以通过层压过程、双侧粘合层或其他机制来附着各层，所述双侧粘合层具有相应的切出区域以允许流体在意图的相邻层之间移动，所述其他机制诸如在刚性层之间夹紧。也可以经由一个或多个注塑过程来制作一些要附着的卡或层。
图5为根据示例实施例的具有过滤器505的替代卡盘500的分解视图。示出具有各种特征的六层510、520、530、540、550和560，当它们被组装时向夹在层530和540之间的过滤器505提供具有诸如白血细胞的粒子的流体。在一个实施例中，在样本井525中接收血液，样本井525具有四层520、530、540、550的深度。流体行进穿过如在层550上所看到的蜿蜒路径555。剩下的白血细胞被运送到过滤器505的第一侧，该第一侧收集粒子。剩下的流体在过滤器上移动至一个或多个废弃物通道。在该实施例中，过滤器505简单地夹在两层之间。
图6为根据示例实施例的过滤器组件的分解视图。在层640和650之间可以包括并示出了吸收垫605。垫605可以放置以支持过滤器，并更好地在与过滤器605相邻的层的开口中呈现粒子。图7为过滤器605的顶视图，其示出了过滤器605和夹住过滤器的相邻层中任一侧的通道的示例尺寸。
示例
1.一种多层测试卡，包括：
输入通道，其形成在测试卡的第一层中；
输出通道，其形成在测试卡的第二层中；以及
过滤器，其耦合在输入通道和输出通道之间，用于接收来自输入通道的流体，并收集粒子使得收集到的粒子在接近过滤器的第一表面处是光学可见的。
2.根据示例1所述的多层测试卡，其中，过滤器或输入通道包括染色剂以对收集到的包括白血细胞的粒子染色。
3.根据示例2所述的多层测试卡，其中，染色剂包括吖啶橙。
4.根据示例2-3中任一项所述的多层测试卡，其中，染色剂包括核酸染色剂、pH敏感染色剂或区分白细胞的染色剂。
5.根据示例1-4中任一项所述的多层测试卡，其中，过滤器具有介于2与5μm之间的孔大小。
6.根据示例5所述的多层测试卡，其中，输入通道在接近过滤器的一长度的第一部分处提供流体，并且输出通道在接近过滤器的所述长度的第二部分处接收经过过滤器的流体。
7.根据示例6所述的多层测试卡，其中，过滤器的所述长度的第一和第二部分沿过滤器的长度被分离。
8.根据示例7所述的多层测试卡，其中，过滤器至少沿过滤器在过滤器的第一和第二部分之间的部分是光学可见的。
9.根据示例1-8中任一项所述的多层测试卡，其中，过滤器由非纤维过滤器材料形成。
10.根据示例1-9中任一项所述的多层测试卡，其中，过滤器包括聚碳酸酯过滤器。
11.根据示例1-10中任一项所述的多层测试卡，并且还包括吸收垫，其被放置以支持过滤器。
12.一种方法，包括：
将包含感兴趣的粒子的流体提供给多层层压的测试卡的层上的微流体输入通道；
使流体移动穿过输入通道，并且在测试卡的过滤层上的过滤器上移动；
在过滤器上收集感兴趣的粒子；以及
使流体从过滤器朝测试卡的废弃物通道层中的废弃物通道移动。
13.根据示例12所述的方法，其中，移动流体是经由负压或正压来移动的。
14.根据示例12-13中任一项所述的方法，并且还包括对在过滤器上收集的感兴趣的粒子染色。
15.根据示例14所述的方法，其中，感兴趣的粒子通过吖啶橙来染色。
16.根据示例15所述的方法，其中，吖啶橙包含在输入通道和或过滤器上的至少一个方面中。
17.根据示例12-16中任一项所述的方法，其中，流体包括血液，并且感兴趣的粒子包括白血细胞。
18.根据示例12-17中任一项所述的方法，其中，过滤器具有介于2与5μm之间的孔大小，并且其中，输入通道在接近过滤器的一长度的第一部分处提供流体，并且废弃物通道在接近过滤器的所述长度的第二部分处接收经过过滤器的流体。
19.根据示例12-18中任一项所述的方法，其中，过滤器包括聚碳酸酯过滤器。
20.一种方法，包括：
在多层测试卡的输入层中形成输入通道；
在多层测试卡的过滤层中形成过滤器；
在多层测试卡的废弃物层中形成废弃物通道；
为输入通道和废弃物通道的每一个提供覆盖层；以及
将这些层附着在一起使得输入通道通往过滤器的第一侧，并且废弃物通道通往过滤器的与第一侧相对的第二侧，使得当流体在过滤器上移动时在过滤器上收集流体中的粒子。
21.根据示例20所述的方法，其中，形成通道包括在每一层中用激光切割通道。
虽然上面已经详细描述了几个实施例，但是其他修改是可能的。例如，在图中描绘的逻辑流程不要求所示的特定顺序或相继顺序来达到期望的结果。可以提供其他步骤，或者可以从所描述的流中消除步骤，并且可以向所描述的系统添加其他部件，或者从所描述的系统移除其他部件。其他实施例可以在所附权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种多层测试卡，包括：
输入通道，其横向形成在测试卡的第一层中；
输出通道，其横向形成在测试卡的第二层中；以及
过滤层，其夹在第一层和第二层之间并且耦合在输入通道和输出通道之间，用于接收来自输入通道的流体，并收集粒子使得收集到的粒子在接近过滤层的第一表面处是光学可见的，过滤层从第一端横向延伸到第二端，第一端和第二端沿过滤层的长度分离；
其中，输入通道被配置成向接近过滤层的第一端的第一部分提供流体，输出通道被配置成从接近过滤层的第二端的第二部分接收流体，过滤层被适配成使流体横向从第一部分经过至第二部分，并且第一层和第二层的至少一个是透明的，使得过滤层至少沿第一部分与第二部分之间的部分是光学可见的。
2.根据权利要求1所述的多层测试卡，其中，过滤层或过滤层之前的输入通道包括染色剂，用于对包括收集到的白血细胞的粒子染色。
3.根据权利要求2所述的多层测试卡，其中，染色剂包括吖啶橙。
4.根据权利要求2所述的多层测试卡，其中，染色剂包括核酸染色剂、pH敏感染色剂或区分白细胞的染色剂。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的多层测试卡，其中，过滤层由非纤维过滤器材料形成。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的多层测试卡，还包括吸收支持垫，其被放置以支持过滤层并更好地向过滤层呈现粒子。
7.一种方法，包括：
将包含感兴趣的粒子的流体提供给沿多层层压的测试卡的输入层横向延伸的微流体输入通道；
使流体移动穿过输入通道，并且沿夹在输入层和废弃物层之间的测试卡的过滤层横向移动，过滤层具有沿过滤层的长度分离的第一端和第二端；
在过滤层中收集感兴趣的粒子；以及
使流体从过滤层沿测试卡的废弃物层中的废弃物通道横向移动；
其中，输入通道向接近过滤层的第一端的第一部分处提供流体，废弃物通道从接近过滤层的第二端的第二部分接收流体，过滤层使流体横向从第一部分经过至第二部分，并且输入层和废弃物层的至少一个是透明的，使得过滤层至少沿第一部分与第二部分之间的部分是光学可见的。
8.根据权利要求7所述的方法，并且还包括对在过滤层上收集到的感兴趣的粒子染色。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，感兴趣的粒子通过吖啶橙染色。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，吖啶橙包含在输入通道和过滤层的至少一个中。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的方法，过滤层具有介于2与5μm之间的孔大小。
12.一种方法，包括：
形成沿多层测试卡的输入层横向延伸的输入通道；
形成多层测试卡的过滤层，过滤层具有沿过滤层的长度分离的第一端和第二端；
形成沿多层测试卡的废弃物层横向延伸的废弃物通道；以及
将这些层附着在一起使得过滤层夹在输入层和废弃物层之间，输入通道通往过滤层的接近过滤层的第一端的第一部分处的第一侧，并且废弃物通道通往过滤层的接近过滤层的第二端的第二部分处的第二侧，使得当流体在过滤器上移动并沿过滤器从第一部分横向移动到第二部分时在过滤层上收集流体中的粒子，
其中，输入层和废弃物层的至少一个是透明的，使得过滤层至少沿第一部分与第二部分之间的部分是光学可见的。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，形成通道包括用激光在每层中切割通道。
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