CN104995515B - 新的床旁检测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及优选应用在床旁(PoC)领域中的检测系统或测定系统(检验系统)和检测方法。

Description

新的床旁检测系统和方法
本发明涉及最好应用在床旁领域中的检测系统或测定系统(检验系统)和检测方法。
在人类、兽医、食品或许多其它应用领域内的研究和体外诊断学中，分析检测用于定性或/和定量确定分子、待检物或其活性或组成。检测结果提供不同的结论(例如诊断参数)，以鉴定疾病、食品来源或药品有效性。
当今，DNA和蛋白质分析学的已知方法在可供使用的检测中占主导地位。尤其是免疫测定体现为下述方法：抗体被用于专门结合所选出的、足够大的几乎任何类型的靶分子(如生物标记)。
在检测开始后的几分钟或几小时内并且在取样地点旁边，快速检测提供测量值，而不需要送出试样(床旁(PoC))。
已知的标准化检测方法是侧流检测(LFT)、流过检测(FTT)、凝结检测(AT)或固相检测(SPT)。所有这些方法直接目测检验待检物。对于这些检测，附加存在紧凑的读取仪器，其也提供定量结果。
体外诊断学的已知测定方法是免疫测定(IA)，尤其是酶联免疫测定(EIA)，或者“结合测定(夹心)”(例如见EP0171150B1、EP0063810B1)。另外，参见Roger P.Ekins(尤其如WO8401031)的资料。
尤其是血液的过敏源IgE的膜辅助型结合测定从二十世纪八十年代末起就是已知的，比如由以下公开：CHEMICAL ABSTRACTS(第25期第101卷，1984年12月17日，第578页，摘要号228190b，美国俄亥俄州哥伦布斯)；B.J.WALSH等人的“Allergen discs preparedfrom nitrocellulose:detection of IgE binding to soluble and insolubleallergens”和J.IMMUNOL.METHODS(1984,73(1),139-45)。一些基于侧流原理的检测系统可作为过敏快速检测而在商业上获得。
对于床旁领域，例如描述了本申请人的可商业购得的床旁快速检查(参见EP1718970)，其可以基于用膜辅助的结合测定被用于全血过敏检验。
另外，在WO2011/000959中描述了本申请人的快速检测，在这里，一个膜有目的地在检验位置之间被润湿，以便将检测试剂非常有效地平行加入“此前带有待分析的全血的膜的特定区域”中。
本申请人的另一种快速检测在2013年2月28日的WO2013026808A1中有描述，在此，膜从两侧被环绕冲洗。为此，该膜在纵向侧被固定在一个装置内，从而在其顶面和底面出现自由容积，液体可通过该自由容积在该膜旁流过。
但是，对改善的快速检测的呼声很高。
尤其是均匀一致地给各个检验位置加载样液(待检物)是有改善空间的，同样还有高效冲洗所有检验位置以及液体的可再现的流动引导(其公差由加工误差决定的膜性能变化而定)。但是，所有这些性能是可再现的高品质结果的前提。
因而，针对床旁检测系统的本发明任务是提供一种改善的且可更好再现的方法，用于给支架加载样液，以便借助于受体分子检验待检物。
出人意料地，该任务通过权利要求1来完成。根据本发明，规定一种用于检验来自样液的至少一种待检物的检测方法，其由两个样室构成，它们优选通过允许样液部分透过的由至少两个表面构成的支架被分开，其中，该支架的正面朝向第一样室，该支架的背面朝向第二样室，并且
a)至少一个受体分子被固定在该支架的正面上，
b)通过支架的正面和背面分别构成至少一个由室壁限定的自由容积，
c)第一样室具有至少两个开口，其中，样液通过第一开口沿流动梯度经支架正面流向与支架间隔的第二开口，
d)第二样室具有至少两个开口，其中，样液通过第一开口从第一样室沿流动梯度经支架背面且优选与在支架正面的流动反向地流向第二开口，
e)第一样室的第二开口和第二样室的第一开口通过流道相互连通，
f)第二样室的第二开口允许液体流出，
g)来自b)的自由容积至少部分被构造有液柱，
h)其中，该流动梯度沿支架的正面和背面借助压力施加来实现并且携带来自g)的液柱。
以下称为“本发明的方法”。
本发明的方法尤其有利地允许可重现地给支架加载样液和冲洗支架，以检验待检物。在此情况下，通过在支架上方沿流动梯度暂时形成液柱和形成带有受体分子的相关检验位置而获得了质的改善。
本发明优选的是：该支架分开两个样室，从而近似所有样液流在两个样室之间流过支架或流过样室之间的流道，但优选没有经过支架边缘。由此保证了尺寸变化的支架也能在顶面和底面被样液以相似程度流过。也优选的是：可能有的支架沿横向呈柱形的隆起(从一开始就有或只在被样液润湿后才存在或出现的)通过将支架固定在样室之间而被减小，或甚至被抵消。根据本发明的此方案，也导致了所期望的均匀而可再现的围绕支架流动。
根据本发明，流道从第一样室的第二开口延伸向第二样室的第一开口。该流道首先允许该样室借助支架被分开，而且还从第一样室向第二样室引导液流，从而支架的正面和背面可以均匀地被流过。令人吃惊的是，该流道没有影响冲洗作用，虽然它就像节流阀那样作用于流动。
该实施方式的根据本发明的另一个优点在于，通过该流道阻止在被施加于样室的压力被减小情况下的样液回流。
在一个优选实施方式中，从第一样室的第二开口至第二样室的第一开口的该流道具有如下直径，该直径大致等于试样供应通道和用于废料(废液)的流道的直径。还优选的是，该流道的直径小于样室的或自由容积的直径。还优选的是，该流道包围支架的固定件(尤其是横撑杆)并且具有圆孔。
通过该方案保证了，虽然有支架加工误差，仍可再现地出现就两个支架表面(即正面和背面)而言的足够大的流动梯度，在这里，可以有利地做到在支架之外输送样液的主要部分(但至少是一半样液)。这尤其适用于以下支架区域：其在样液流入时是首先到达的或被润湿的并且在其上有至少一个受体分子位于检验位置。其它溶液如冲洗液也最好基本在支架之外被输送。
根据本发明，液柱是从支架的正面或背面至各样室的对置室壁(室顶面或室底面)形成的。
在另一个优选实施方式中，该支架的第一或第二表面至室壁的距离为10μm及以上，其中，一旦出现了流动梯度，则在该正面和/或背面上在自由容积内存在液柱。
但优选在正面或背面分别相对于室壁的10-1500μm(1.5mm)距离，在此可以有利地没有进行流动梯度中断，还优选80μm-350μm的距离，尤其优选120μm-200μm的距离。
还可能优选的是，该支架的各正面或背面的两个距离是彼此不同的并且尤其是距室顶面(上室壁)距离是例如170μm，至室底面(下室壁)的距离例如是150μm。变化取决于与样液有关的所需流动梯度。
还优选的是，该支架被裁切成长条形并且在所有边侧被牢固固定在该样室上。优选的是，这些长边侧被夹在半壳的两个边缘之间，它们构成样室以及在该膜上方和下方的所述自由空间或者说自由容积。还优选的是，支架的一个端面或两个端面处于例如一个接片的强制导槽中，以避免支架在试盒安装时滑动并简化加工。支架也可以被粘接在纵向侧或端侧上。夹紧和粘接的组合也是可行的。其它可行的支架固定方法包括将边缘浇注入聚合物基材中，溶剂粘接、超声焊、激光焊和热焊、激光掩模焊、机械固定例如夹紧或(塑料)铆接或3d打印技术，此时支架的固定通过成型来做到。
在本发明的另一个优选实施方式中，该检测装置除了两个样室外还包括第三室，第三室与第二样室的第二开口流体连通，并且所加入的液体(样液、冲洗液、溶液等)在流过所述两个样室之后汇集在该第三室内。第三(副)室可以按照已知方式配备有吸收性材料例如棉、纤维素、聚丙烯酸酯或者功能化聚丙烯酸酯(例如见图3)。优选至少1.0ml且尤其是5-10ml的室体积。
在另一个优选实施方式中，第三室通过至少一个开口或通风机构与试盒外侧相连通，从而试盒的压力施加可实现压力平衡。尤其有利的是，在第三室和试盒外侧之间还设有附加的第四室，这样从第三室流出的液体(例如因为给试盒填充太多液体或因为太快速填充所造成的)可以被集中在该附加室内，在例如可能不希望液体接触到使用者的情况下不会外流。
因此，本发明也涉及这样的实施方式，在这里，第二样室的流出口通过流道与另一室相连，其中，第三室
a)部分包含吸收性材料，并且
b)包括通风机构，其优选以流道形式构成，并且尤其优选以具有至少一个拐弯或至少另一个腔室的流道形式构成。
检测液体的流出也可以通过在所述另一个室内的适当的半透膜来阻挡，尽管这个实施方式的制造成本明显较高。
在另一个优选实施方式中，第三室(废液容器)通过一流道与第二样室连通。由此有效避免了由废液容器中的材料所产生的可能的毛细管吸力。
一个优选的试盒制造方法是激光焊接注塑部件，借此可再现地获得足够高的精度。出人意料地发现了以下方法最适用，在这里，采用3层结构化的注塑件：“上半壳、中央部、下半壳”，在所述注塑件之间在焊接之前分别加入一个部分带有缺口或孔的薄膜。加工复杂性因为两个薄膜而首先看上去较高，因此该方法看起来不利。但出人意料地，可以利用该方法减小复杂性并减小要获得的注塑件精度。尤其优选以下实施方式：所述薄膜配设有“简化了在焊接之前固定支架”的缺口或接片，或配设有开孔用于实现竖向流道。
另一种制造试盒的优选方法是3D打印，其特别适用于小批量制造。
在本发明的另一个优选实施方式中，样液未被直接施加到支架上，而是通过检测装置中的(试样)流道伴随压力施加被加入该样室或利用负压被吸入样室。在一个优选实施方式中，该(试样)流道平行于支架或者在待形成的流动梯度的方向上取向。因此，本发明也涉及一种方法，在这里，样液经检测装置中的(试样)流道通过压力施加被加入样室或者借助负压被吸入样室，其中，该试样流道通入第一样室的第一开口(例如见图3)，其中，样液通过该第一开口沿流动梯度经支架正面流向与该支架间隔的第二开口。
在一个优选实施方式中，扩散器位于第一自由容积的入口，其造成支架在边缘处被更好地流过。
在另一个优选实施方式中，该支架如此被固定在室壁上，即原有的或在液体润湿后出现的隆起朝向顶侧(见图5)。
还优选采用这样的试样体积或溶液量，其大于支架能容纳的液体量，或者大于潮湿状态下的支架的总体积(见例子)。
该流动梯度可以利用压力施加来产生，在这里，样液被施压送入样室。合适的压力施加可以人工方式(尤其通过注射器、安瓿)或通过机器方式(尤其利用泵或囊)来产生。
一种示例性的合适的流动梯度可以如下获得：
充分的压力施加例如是在室上的150hPa，此时有典型的95μl样液体积，假定自由容积的高度为320μm，其宽度为3.5mm，其长度为50.5mm，所力求的填充时间为5s。在零点几秒填充时间即0.5s时，在其它条件相同情况下，所需要的压力大致为10倍，即1500hPa。如果负压被加在出口处，则填充时间在其它条件相同情况下至少为0.75s。
另一个优选的室内样液平均流速为0.1m/s，其例如可以利用1000μl的一次性注射器在四流道情况下以人工方式轻易获得并且对应于5秒填充时间(见例子)。
还优选的是，例如在具有95μl体积的样液情况下，在支架上的自由容积具有50mm的支架长度和3.5mm宽度，此时总高度为320μm(室底面至室顶面)，其中，第一表面至室顶面的距离为170μm，第二表面至室底面的距离为150μm。
最大的正压或负压和样室流阻在样室和支架的设定尺寸不同的情况下是如此设定的，即，样液根据本发明的方法在不到5秒、最好是不到2秒的时间内就到达出口。
还有利的是，入口的直径在加入例如95μl样液量时为0.3mm，出口直径为1.2mm，其中，在一定流速下在支架上的行程距离优选为50.5mm。依据其它优选实施方式，可相应推定其它设定尺寸。
因此，在一个优选实施方式中，本发明涉及在输入80-120μl的样液时被如此优化的样室，其中，支架长度为40-60mm，支架宽度为2.0-5mm，入口直径为0.15-0.45mm，出口直径为1-1.5mm，样室的总高度为260-450μm。
在其它实施方式中，流动梯度能够可选择地a)在支架的第一和第二表面上被平行引导，或者b)在支架的第一和第二表面上被逆平行地引导(见图1a和1b)。
以下实施方式是特别有利的，在这里，所述流动至少沿着支架正面被引导，经过另一个流道从支架正面被引导向支架背面，因此与第二自由容积的另一开口反向地被引导(图1b)。在此实施方式中不分流，而是沿着支架两侧来引导流动。在分叉处出现流动不均匀的危险性低。另外，在此实施方式中，在样室的体积相同的情况下，溶液的流速是在流动同向的实施方式中的流速的两倍。另外，在所加入的液体量相同情况下，因为流速较高而获得了更好的冲洗作用。
根据本发明，规定了一种用于检验来自样液的至少一种待检物的检测方法，其由两个样室构成，它们优选通过允许样液部分透过的且由至少两个表面构成的支架被分开，其中，支架正面朝向第一样室，支架背面朝向第二样室，并且
a)至少一个受体分子被固定在支架正面上，
b)在支架的正面和背面上分别形成至少一个由室壁限定的自由容积，
c)样液通过分支为两个流道的一条流道分散到样室中，其中每个流道通入两个样室之一，样液通过各自的第一开口沿着各自一个流动梯度经过支架的正面和背面流向各自一个与支架间隔的第二开口，
d)样室的各自第二开口过渡到至少一个允许从样室流出的流道，
e)来自b)的自由容积至少部分被设计有液柱，
f)其中，该流动梯度沿支架的正面和背面借助压力施加来实现并且携带来自e)的液柱。
在另一个优选实施方式中，多个样室(如1到10个)可以并联并且由一个试样流道供液(见图2)。
因此，本发明涉及一种方法，其中，多个样室由一个试样流道被并行供应至少一种样液。
在本发明范围内，术语“受体分子”是指像缩氨酸、蛋白质、核酸、酶、配合基、受体、抗体或抗原、DNA、RNA、PNA、或许非生化源的分子例如合成分子这样的物质。检测试剂可以包含这些分子类型的组合或者其片段、共轭、改性的比如乙醇酸化或磷酸化的形式。本发明也涵盖脂质和糖。另外，天然物和天然萃取物可出现在试剂中，就像在过敏检测或食品难消化性检测中常见的那样。至少一个受体分子与至少一种来自样液的待检物结合。因此，本发明也涉及结合测定，在此可借助本发明的方法获得再现性很高的结果。
在本发明意义上，支架由固体材料构成，其具有第一和第二表面，部分或完全由凝胶状、多孔的、筛状可透膜或半透膜、透析膜尤其是涂层膜或无涂层的膜构成。例如这样的材料，硝化纤维、PVDF、沸石、烧结材料尤其是聚环氧乙烷、事后配设有微流道的材料如硅、玻璃或塑料，它们通过激光钻孔、离子轰击或蚀刻而变得可透过。支架可以被涂覆，例如涂有蛋白质尤其是抗体、糖例如右旋糖苷，但或者涂有金属、玻璃或塑料或碳衍生物如碳纳米管。
在本发明意义上，“支架允许样液部分透过”是指样液至少润湿支架并实现了至少在支架内部分容纳样液。也不排除样液少量透过。因此，该膜是本发明优选的并且可以买到。
该支架可以尤其具有两个平行的近似平行的表面，其根据本发明构成正面和背面。尤其是该支架可以呈膜状或扁梁状。支架能形成测定场所并且配设有受体分子(试剂)。
一个或多个受体分子被固定在支架的第一表面上。而且，至少一个受体分子可以被固定在支架的第二表面上。根据本发明，受体分子也能被固定在第一或第二表面下方的层中。受体分子例如能在该表面处或附近被干燥，或是单独地或是在稳定化基材中，或者作为冻干产物来施加并且在表面润湿时溶解。所述固定还可以透过充分利用非共价相互作用来实现，就像其例如存在于抗体和蛋白质A之间，在生物素和抗生蛋白链菌素之间，在六组氨酸和镍-NTA之间或者在DNA的碱基对中。而且，受体分子的单元可以被共价结合到第一表面。在一个优选实施方式中，受体分子在润湿时基本上保持固定在第一表面上，尤其是达到超过50％。
本发明意义上的样液可以是任何来源的任何物质或混合物，或许连带有溶剂，但优选生物液。样液尤其可以源自植物或动物，尤其来自哺乳动物，尤其来自人类。样液例如可以不是最终的：全血、混血、血清、唾液、泪液、尿、分泌液、脑液、这些液体的处理后形式或包含前述液体的这些液体。样液也可以稀释存在。样液包含至少一种待检物，其被定位在至少一个受体分子上或者造成可检验的相互作用。
样液还可以包含试剂如配合基、竞争物、抗体且尤其是与地谷新配基共轭的抗体，多达100个抗地谷新配基抗体作为副抗体能结合至其上，因此造成信号加强，或者标记抗体、酶或酶底物，尤其是造成颜色突变或荧光的标记抗体、酶或酶底物，并且可以包含第二有机样液，其例如包含另一抗体并且造成颜色突变为另一颜色。
另外，样液可以包含有稳定剂或阻凝剂如EDTA、肝素或柠檬酸。
另一种溶液还可以包含洗涤剂、用于结合未被结合到受体分子上的自由物质的捕获剂分子或者酶抑制剂，从而溶液适用于冲洗或阻断反应。
一种溶液可包含具有或不具有其它物质的二次蒸馏水、蒸馏水或自来水，其可附加流过离子交换器。而且，它可以包含常用于稳定pH值或稳定样液组成的缓冲剂成分。
该样室是支架所在的空腔并且包括两个开口(入口，出口)。该样室可以具有针对手动操作优化的形状，例如呈可单手握持的扁平长方体状。该长方体最好小于1cm厚。该液体可以先后利用可用另一手操作的注射器被注入样室中。该样室的顶侧可以包含透明盖，其至少可让人看到支架局部并且允许快速目测分析根据本发明方法的检测。另外，可以如此设计该样室，即它可被置入读取器中，其包括用于样室填充的装置或包含检测结果读取。尤其呈微型化形式的这种装置能被集成在另一壳体等中。
样液借以经开口流入样室的压力优选可以通过注射器来手动产生，其中，该注射器最好具有这样的容积，其不小于样室容积的十分之一且不大于其十倍。还优选的是，该注射器具有鲁尔接头。利用注射器，液体可以先被抽走且随后被注入样室。
用于压力生成的注射器也可以利用注射泵来驱动。此时有利的是，该压力可重现且均匀地生成。在此实施方式中，在注射泵和样室之间的软管连接件可能是有利的，其盒侧末端能作为鲁尔接头来构成。还可能优选的是，设置具有至少两通的阀门，从而试剂/样液可从一个或多个储藏容器被抽出并随后被输出到样室中。
该压力也能以其它方式人工或用机器来产生，例如做法是该试剂/样液在带有开口的可压缩的储藏容器内来提供。该开口可以有利地配设有鲁尔适配接头。通过人工施压于储藏容器，检测溶液从储藏容器进入样室。作用于储藏容器的压力也可以用机器产生，例如做法是活塞、杆或挤压装置施压于储藏容器，它又能利用马达、以气压方式或液压方式被驱动。
在所有的方法和装置中，压力施加能作为正压出现在入口或作为负压出现在出口。
储藏容器可以被构造用于一次性用途，作为囊或泡，尤其以预填充的封闭形式。由塑料或膜构成的囊或泡是有利的，尤其是一次性安瓿。可能优选的是，泡或一次性安瓿被集成到试盒中，从而它们在相同工序中被共同制造并且储藏容器在第二步骤中被预填充。
在本发明的另一个优选实施方式中采用了泵，其泵送所述溶液/样液并且由此供给样室。所述泵可以位于储藏容器和样室之间并直接泵送该溶液/样液，或者将空气或液体泵入带有两个开口的储藏容器中，从而位于其内的液体被排挤并泵入该样室中。另外可以规定，采用能向前和向后泵送的泵和具有至少两通的阀门，从而检测试剂可以从一个或多个储藏容器被泵送出并借着被输出到样室。所述泵也可位于样室后面并且在样室内产生负压，从而液体从位于样室前的可压缩的储藏容器被负压吸入该样室，并且或许进一步被吸入废液容器。在此实施方式中特别有利的是，该泵不被溶液/样液弄脏，因此可无需清洗而继续使用。微型泵是很合适的，例如德国格雷菲尔芬的PARItec有限公司的O-run100或O-run200。另外，隔膜泵和微型隔膜泵、软管泵和齿环泵非常适用。
液体(可以是样液或溶液)流入该样室，其具有平行于该支架的第一和第二表面的流动分量。如果可结合到至少一个受体分子上的待检物位于该液体内，则一旦该液体接触到受体分子就使之成为可能。此时可能优选的是，在加入液体之后使压力降低到近似大气压，从而该液体呆在支架上，没有或几乎没有流动，并且受体分子和待检物能温育和结合，而无需加入新液体。还可能优选的是，压力状况颠倒一段时间，从而液体反向运动，或者压力状况交替变化一段时间，从而液体在支架上来回运动。因此，相比于不动的液体，可以实现在液体和支架之间的更好的物质交换，而无需很多液体。
另一液体/溶液可以被用于支架冲洗。冲洗时也可以优选该液体有一段时间不动或微弱运动地呆在支架上，以便使用较少液体就够了。在冲洗时也可以交替施加压力。
出乎意料的是，检测方案能提供像例子1所述的结果，其用肉眼就可与例如从现有技术中已知的侧流测定中那样差不多一样清楚地被读取。不过在侧流测定中，该液体通过毛细管力流过支架并平行于其表面、且随后绕受体分子流动或完全流过检测区/检验区。
另外，本发明方法的一个优点在于：不会受到当两个位于不同检测区的受体分子结合到相同的待检物时在侧流测定中会出现的困扰。
在本发明方法中，支架的流过是足够快速地实现的，因而在接触到第一检测试剂时没有出现来自液体的待检物的使数值失真的耗尽并且没有影响到与第二受体分子的相互作用。
本发明方法的另一优点在于，许多液体可以先后简单地以任意时隔、几乎没有混合地被添加。而在侧流测定中存在有限制条件的可能性，这是因为只借助检测条或芯吸垫的毛细管作用使液体不利地运动。一旦施加上之后，液体连续朝向尚未被润湿的支架或芯吸垫流动。这种毛细管作用的特点还在于，同时或先后施加到支架上的液体交融流动并且混合。因此，只能有限地执行此时出现所期望的信号加强(例如关于辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶)的很敏感的酶检测方法，如通过干燥。实际上，商业上所提供的侧流检测只基于以下检测方案，在此没有显露酶级且不再作为液体试剂添加至试样。
相对于敞露执行的、检测溶液高出膜上方的检测也有优点。在此检测中，自由的膜或在框架内被固定的膜在槽盆内被手动摇晃，就像在本申请人的EP1718970中所述那样，或者利用机械晃动装置或摇摆装置使槽盆连续运动。通过晃动，引起高出部分相对于膜的运动，因此获得用于结合反应以及也用于冲洗反应的改善的物质交换，其导致与本发明方法几乎一样好的结果。但完整闭合结构的优点在于避免了试样被弄脏，保护使用者免于样液的喷溅和接触，以及工作参数如晃动装置的晃动频率的独立性。因此，根据本发明的方法，改善了可再现性。
还出乎意料的是，当支架的两个表面都接触液体时，结果得到了显著改善。这是令人吃惊的，因为第二表面在两种情况下接触比例相似的流动、物质量和检测液、试剂和冲洗液的浓度。但在试验对比中，在支架的第二表面或背面被固定在空腔底面上时看到明显减弱的冲洗作用。
检测结果的读取可以如此实现，即试盒具有透明的盖，可以透过该盖观察检测试剂并且目测读取颜色值变化或灰度变化。这种布置结构也允许检测方法的拍照读取，尤其在采用了把检测结果成像到图像传感器上的光学镜头时。图像传感器优选是CCD传感器或CMOS传感器。来自就像用在照相机、网络摄像头和手机中的消费者领域的光学镜头是非常廉价但还是高效率的。在伴随颜色突变或荧光变化的检测中可能优选的是，采用滤色镜或带有色敏光电传感器的颜色传感器。当采用荧光时，荧光的激发可以利用灯、激光或发光二极管来实现。
在另一个实施方式中，就像在近几年一般针对诊断法所研发出来的机电探测方法被用于读取，因此例如有Dionex ED 40 Electrical Detector User Manual,http:// www.dionex.com/en-us/webdocs/4529-34855-03.pdf，Gau,V等人的“Oral FluidNanosensor Test(OFNASET)with Advanced Electrochemical-Based MolecularAnalysis Platform”(纽约科学院期刊1098:401–410(2007)doi:10.1196/annals.1384.005)，Wood.M等人的“:An Electrochemical Detection BasedDNA Microarray Technology for Multiplexed Molecular Diagnostics”(电化学协会219期会议摘选(ECS),2011年5月1日至6日，加拿大魁北克省蒙特利尔)。
因此，本发明也涉及一种套件，其由具有两个样室的检测系统构成，这两个样室是通过具有至少两个表面的支架被分开的，其包括这样的样室，其包括有支架连同被固定的用于执行结合测定的受体分子以及入口和出口，其中，相对于室顶面和室底面有自由空间，或许包括另一个副室，其与该样室流体连通，连带有压力施加机构和其它的辅助材料和添加剂，例如阻断液、冲洗液等。其它实施方式可以如之前检测系统/方法那样得到相应采用。
因此，本发明尤其涉及这种根据前言的用于检验来自样液的至少一种带检物的套件，包括通过具有至少两个表面的支架被分开的两个样室，其中，该支架的正面朝向第一样室，该支架的背面朝向第二样室，并且
a)至少一个受体分子被固定在该支架的正面上，
b)在该支架的正面和背面上分别形成至少一个由室壁限定的自由容积，
c)所述第一样室具有至少两个开口，其中，样液通过第一开口沿流动梯度经该支架的正面流向与该支架间隔开的第二开口，
d)所述第二样室具有至少两个开口，其中，样液通过第一开口从第一样室沿流动梯度经该支架的背面且优选与在该支架的正面上的流动反向地流向第二开口，
e)第一样室的第二开口和第二样室的第一开口通过流道相互连通，
f)第二样室的第二开口允许液体流出，
g)来自b)的自由容积至少部分被构造有液柱，
h)其中，该流动梯度沿该支架的正面和背面借助压力施加来实现并且携带来自g)的液柱。
因此，本发明尤其涉及这种根据前言的用于检验来自样液的至少一种待检物的套件，包括通过具有至少两个表面的支架被分开的两个样室，其中，该支架的正面朝向第一样室，该支架的背面朝向第二样室，并且
a)至少一个受体分子被固定在该支架的正面上，
b)分别在该支架的正面和背面上形成至少一个由室壁限定的自由容积，
c)样液经过一条分支为两个支路的流道，其中，每个支路通道两个样室之一中并被分散到该样室中，其中，样液通过各自一个第一开口分别沿一个流动梯度经该支架的正面和背面流向各自一个与该支架间隔的第二开口，
d)样室的各自第二开口过渡到至少一个允许流出样室的流道，
e)来自b)的自由容积至少部分被构造有液柱，
f)其中，该流动梯度沿该支架的正面和背面通过压力施加来实现并且携带来自e)的液柱。
本发明的另一个主题涉及将本发明的方法或套件或检测系统(装置)用于在人类医学、兽医或植物学诊断学、食品诊断学、环境诊断学、法学诊断学、药理学、毒理学、过敏反应、自动免疫病或物质代谢病、感染病、性病、食品难消化性、寄生虫病、小分子如毒品、药品或新陈代谢产物、细胞介体的确定、组织类型确定、群落类型确定、食品类型确定、抗原决定基类型确定和DNA检验或RNA检验中检验来自样液的至少一种待检物(物质)的用途。
尤其优选在床旁领域采用本发明的方法或检测系统(装置)。
例子和附图：
这些例子只用于阐述本发明，而没有将本发明限制到这些例子。
例子1：用于过敏检测的检测记录
准备：
使带有小管和试盒(包含样室的套件)的检测箱以及患者试样达到室温(18-25℃)。
准备好计时器、一次性手套、用于固体废料的容器和铅笔。
取出试盒和注射器。
所有温育在室温下进行。
被插在检测箱(套件)中的试剂管或是首先或是按顺序在检测过程中直立换插到在箱子上边缘处的相应采用颜色标记的手持装置中。
1.1.试样加入：
打开带有事先加入的样本的试样小管(红盖)，用注射器完全而无气泡地将内容物转移入试盒中。为此，注射器插入样本开口并迅速均匀地注入内容物。
试盒放在平坦的托座上并且温育4分钟。
1.2.添加检测溶液：
如前(部分10.1.)所述，共轭溶液的内容物(黄盖)利用注射器被迅速均匀地注入试盒入口并且搁置温育8分钟。
1.3.清洗：
打开装有清洗液的第一小管(蓝盖)，将内容物如上所述迅速均匀地注入试盒入口。紧随其后地将装有清洗液的第二小管(蓝盖)的内容物迅速均匀注入。不需要温育。
1.4.增长：
将装有颜色底物的第一小管(白盖)打开，将内容物均匀地注入试盒入口。紧随其后地打开装有颜色底物的第二小管(白盖)，将内容物无气泡地注入试盒入口，搁置温育8分钟。
在增长过程中，可以在每个检测区看到两道平行的具有不同强度的参照条纹和或许还有一道中央检测条纹。
1.5.阻断：
打开装有阻断液的小管(绿盖)，将内容物注入试盒入口。
提示：检测结果稳定至少12小时并且能在此时间里被读取。
例子2：
检测室(样室)
以下给出膜的规格和其至装置的其它部件的距离。此时要注意，给出的是用于膜干燥状态的所有规格，并且不考虑可能有的膜弯曲或者表面不平或可能有的注塑件翘曲。在湿润状态下，膜可能膨胀或弯曲，因此有变化的厚度和至其它构件的距离。
140μm厚的(强化)硝化纤维膜被裁切至50.5mm*6.3mm规格。所形成的膜条被放置在带缺口的薄膜上，从而该条完全覆盖所述缺口并且在其端侧被夹紧到各自一个接片下，接片位于该薄膜内的缺口的端面端部。该薄膜连同所述膜条被夹紧在两个注塑的半壳之间，半壳与所述薄膜和膜条构成根据图1b和2的两个样室，样室宽度为3.5mm。膜的总体积为44.5μl，空闲的膜的总体积为24.7μl。膜顶面至基本呈平面状的上室壁内侧的距离为170μm，膜底面至基本呈平面状的半壳下室壁的距离为150μm。上室的体积是30.04μl，下室的体积为26.51μl。未被夹紧的膜部分的横截面为0.49mm2，室的横截面为1.62mm2。
该室配设有在该膜的一端附近的第一样室的入口，入口具有0.3mm2横截面，以及在该膜附近的第二样室的出口，出口的横截面为1.2mm2。
在检测装置中，平行构成4*2个室，从而总的膜体积为98.98μl，不算入口和出口的第一室的体积为120.19μl，第二室的体积为106.05μl。它们同时通过唯一进口(试样流道)被填充，该进口呈扇形分散成4个流道，每个流道与第一室相连。出口又共同通向唯一流道，其与被集成到检测装置的废料体积连通，吸收性材料安置在该废料体积中。吸收性材料没有与膜流体连通，故抽吸作用局限于进入废料中的自由液体。该检测装置具有视窗，可通过该视窗观察加载有试剂的试条部分。
不透明的带有缺口的薄膜被粘接到试盒上。该缺口作为视窗，可以通过每个视窗观察用于每个过敏原的检测区或者利用光学读取仪器来读取。沿支架排成行的视窗之间的连条保持尽量窄，例如2mm或更窄。连条与之垂直并且在支架之间更宽，从而其上留有足够地方用于关于这些检测区的印刷信息。这些信息可以包括数字、缩略字母或完整的例如表示过敏原的术语。
在检测中，根据方案1将以下物质和量加入该检测装置：
每种单检测成分的体积大于该膜的体积(100μl)。
附图说明
图1a：具有两个样室的试盒的纵剖视图，在此，液体在支架(1)的两个表面(即正面和背面)上以流动(3)方式被相互平行引导。该盒通过入口(5)被施加压力，从而液体从那里流向出口并从出口经另一个流道流向废液(4)(副室(上))。
图1b：样室的纵剖视图，在此，液体在支架(1)末端流过另一个流道并且被引导向支架背面并在第二表面(背面)逆平行于第一表面地流动。
图2：样室的俯视图。多个支架可平行布置在一个盒内。为此，流动被分流，或者这些支架共同处于一个空腔内。
图3：一个实施方式的未按比例绘制的细节纵剖视图。溶液经入口(5)被引入并且流过(3)被固定的支架(1)的正面(检测试剂(2)处于其上)。溶液从那里经在支架另一端的另一流道流向支架背面并经此流向出口。一个附加流道引导该液体至废液(4)，废液优选包含吸收性材料。用于废液的室通过通风机构与外界相连通。该通风机构能够配设有隔挡和其它腔室，用于阻止废液流出。
图4：示出具有作为固相的三个相同的膜的、且按照例子1的方案来同时执行的免疫测定。在条轨1、2中，所述膜被液体从两侧流过，在条轨3中，只有顶侧被液体流过。在所有条轨中采用相同的试剂和体积量。
图5：采用作为分解视图的纵剖视图来说明试盒的被涂覆的结构。这些薄膜分别位于一个注塑半壳(在一些区域是透明的)和一个也是注塑的中央部之间。激光穿透半壳将所述薄膜与半壳和中央部焊接在一起，以及将半壳和中央部焊接在一起。
图6：支架的未按比例绘制的细节俯视图。支架被夹紧到该薄膜的端侧接片下方并覆盖该薄膜中的缺口。
图7：未按比例绘制的试盒的横剖视图。支架被固定在样室边缘处。可能有的支架横向隆起被明显夸大画出。只要存在隆起或在润湿后出现隆起，则最好如此置入支架，即隆起朝向正面构成。

Claims (34)

1.一种用于检验来自样液的至少一种待检物的检测方法，该方法包括通过具有至少两个表面的支架分隔出两个样室，其中该支架的正面朝向第一样室，而该支架的背面朝向第二样室，并且
a)至少一个受体分子被固定在该支架的正面，
b)在该支架的正面和背面之上分别形成由室壁限定的至少一个自由容积，
c)所述第一样室具有至少两个开口，其中，样液通过第一开口沿流动梯度经该支架的正面流向与该支架间隔开的第二开口，
d)所述第二样室具有至少两个开口，其中，样液通过第一开口从第一样室沿流动梯度经该支架的背面并与在该支架的正面上的流动反向地流向第二开口，
e)第一样室的第二开口和第二样室的第一开口通过流道相互连通，
f)第二样室的第二开口允许液体流出，
g)来自b)的自由容积至少部分被构造有液柱，
h)其中该流动梯度沿该支架的正面和背面借助压力施加来实现并且携带来自g)的液柱。
2.一种用于检验来自样液的至少一种待检物的检测方法，该方法包括通过具有至少两个表面的支架分隔出两个样室，其中该支架的正面朝向第一样室，该支架的背面朝向第二样室，并且
a)至少一个受体分子被固定在该支架的正面上，
b)分别在该支架的正面和背面上形成至少一个由室壁限定的自由容积，
c)样液经过一条分支为两个支路的流道，其中每个支路通到两个样室之一中并被分散到该样室中，其中样液通过各自一个第一开口分别沿一个流动梯度经该支架的正面和背面流向各自一个与该支架间隔的第二开口，
d)这些样室的各自第二开口过渡到至少一个允许流出样室的流道，
e)来自b)的自由容积至少部分被构造有液柱，
f)其中该流动梯度沿该支架的正面和背面通过压力施加来实现并且携带来自e)的液柱。
3.根据权利要求1或2的用于检验来自样液的至少一种待检物的检测方法，包括通过具有至少两个表面的支架分隔出两个样室，其中该支架至少部分允许样液透过。
4.根据权利要求1或2的检测方法，其中流道的直径小于样室或自由容积的直径。
5.根据权利要求1或2的检测方法，其中所述流道包围所述支架的固定件是横撑杆并且具有圆孔。
6.根据权利要求1或2的检测方法，其中第二样室的流出口通过一流道与第三室相连通，其中该第三室
a)部分包含吸收性材料，
b)包含通风机构，该通风机构以流道形式构成。
7.根据权利要求6的检测方法，所述通风机构构成具有至少一个拐弯或至少另一个室的流道。
8.根据权利要求1或2的检测方法，其中试盒由三个以注塑方法制造的构件即半壳、中央部和半壳构成，其中，在至少一个半壳和中央部之间存在至少一层膜，该膜配设有至少一个空缺，并且设有至少两个接片用于容纳该支架。
9.根据权利要求8的检测方法，其中有另一层膜位于中央部和第二半壳之间，并且这些构件通过激光焊相互连接。
10.根据权利要求9的检测方法，其中所述构件通过激光掩模焊相互连接。
11.根据权利要求1或2的检测方法，其中该支架的正面或背面距该室壁的距离为10μm及以上。
12.根据权利要求11的检测方法，其中所述支架正面和背面距该室壁的距离是彼此不同的。
13.根据权利要求11的检测方法，其中该支架的正面或背面距该室壁 的距离达到1500μm。
14.根据权利要求11的检测方法，其中该支架的正面或背面距该室壁的距离为80μm至350μm。
15.根据权利要求14的检测方法，其中所述距离为120μm至200μm。
16.根据权利要求1或2的检测方法，其中所述支架由固体材料构成，完全或部分地由凝胶状、多孔的、可透性或半透性的膜构成。
17.根据权利要求16的检测方法，其中所述支架完全或部分地由筛状的膜构成。
18.根据权利要求16的检测方法，其中所述支架由透析膜构成。
19.根据权利要求16的检测方法，其中所述支架由涂层膜或无涂层的膜构成。
20.根据权利要求1或2的检测方法，其中至少一个受体分子被固定在支架的背面上。
21.根据权利要求1或2的检测方法，其中该流动梯度a)在该支架的正面和背面处被平行引导，或者b)在该支架的正面和背面处被逆平行引导。
22.根据权利要求1或2的检测方法，其中所述样液是生物液或非生物液。
23.根据权利要求22的检测方法，其中所述样液是全血、混血、血浆、血清、尿、分泌液、脑液或它们的经过处理的形式，或所述样液是含菌溶液或有效物质稳定化液体。
24.根据权利要求23的检测方法，其中所述分泌液是唾液或泪液。
25.根据权利要求23的检测方法，其中所述样液是EDTA稳定化液体。
26.根据权利要求1或2的检测方法，其特征是，压力施加是借助正压或负压来实现的。
27.根据权利要求26的检测方法，其特征是，压力施加是借助注射器、安瓿、泵或囊实现的。
28.根据权利要求1或2的检测方法，其特征是，在作为样液输入包含300μl试样稀释剂的样液时，该样室如下设计：支架的长度40-60mm，支架的宽度2.0-10mm，入口直径0.15-0.45mm，所述试样稀释剂源自340-540μl 血浆或源自480-520μl血液。
29.根据权利要求28的检测方法，其特征是，所述试样稀释剂源自350-370μl血浆。
30.根据权利要求1或2的检测方法，其特征是，多个样室由一个试样流道来并行供应至少一种样液。
31.根据权利要求1或2的检测方法，其特征是，抗体被用于检验待检物。
32.一种用于检验来自样液的至少一种待检物的套件，包括通过具有至少两个表面的支架分开的两个样室，其中该支架的正面朝向第一样室，该支架的背面朝向第二样室，并且
a)至少一个受体分子被固定在该支架的正面上，
b)分别在该支架的正面和背面上形成至少一个由室壁限定的自由容积，
c)所述第一样室具有至少两个开口，其中，样液通过第一开口沿流动梯度经该支架的正面流向与该支架间隔开的第二开口，
d)所述第二样室具有至少两个开口，其中，样液通过第一开口从第一样室沿流动梯度经该支架的背面并与在该支架的正面上的流动反向地流向第二开口，
e)第一样室的第二开口和第二样室的第一开口通过流道相互连通，
f)第二样室的第二开口允许液体流出，
g)来自b)的自由容积至少部分被构造有液柱，
h)其中，该流动梯度沿该支架的正面和背面借助压力施加来实现并且携带来自g)的液柱；
或者
a)至少一个受体分子被固定在该支架的正面上，
b)分别在该支架的正面和背面上形成至少一个由室壁限定的自由容积，
c)样液经过一条分支为两个支路的流道，其中，每个支路通到两个样室之一中并被分散到该样室中，其中，样液通过各自一个第一开口分别沿一个流动梯度经该支架的正面和背面流向各自一个与该支架间隔的第二开口，
d)这些样室的各自第二开口过渡到至少一个流道，其允许从样室流出，
e)来自b)的自由容积至少部分被构造有液柱，
f)其中，该流动梯度沿该支架的正面和背面通过压力施加来实现并且携带来自e)的液柱。
33.将根据权利要求32的套件或根据权利要求1至31之一的方法用于在植物诊断学、食品诊断学、环境诊断学、药理学、毒理学、小分子的确定、细胞介体的确定、组织类型确定、群落类型确定、食品类型确定、抗原决定基类型确定、DNA检验或RNA检验中检验来自样液的至少一种待检物的用途。
34.根据权利要求33的用途，所述小分子是毒品、药品或新陈代谢产物。
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